CN109640827B - 用于改善血液流速的测量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种改善对象的血管中的血液流速测量的方法，所述方法包括使用超声换能器发射超声波束以测量对象的身体的部分中的流速；根据测量到的流速来形成针对所述身体的所述部分的空间时间速度概况；并且分析所述空间时间速度概况以确定对所述超声波束相对于所述对象的角度的校正，所述校正基于所述空间时间速度概况中的峰的位置与所述空间时间速度概况的中心之间的差异。

Description

用于改善血液流速的测量的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于改善血液流速的测量的方法和装置，并且具体涉及使用超声换能器来改善血液流速的测量。

背景技术

心输出量是一分钟内从心脏泵出的血液量的量度。心输出量被确定为每搏输出量（即心脏的每次搏动输出的血液量）乘以每分钟心跳次数（即心率）。该参数（特别是逐搏心输出量）难以非侵入地测量。然而，可以根据血液的流速（可以使用超声多普勒获得）和主动脉的横截面积来测量心输出量。

GB 2257254描述了一种使用多普勒超声来测量血管横截面积和血流速度（以及心输出量）的方法和装置。经由胸骨上切迹向下引导超声探头，并且检测来自主动脉中的移动血液的多普勒信号。信号处理装置确定连续范围内的多普勒功率，并且将得到的功率曲线与表示已知主动脉横截面积范围的存储曲线相关，以找到最接近的拟合。

通常，为了估计心输出量，操作者必须手动将探头对齐主动脉的中心，并且根据患者的体重或长度来估计主动脉的横截面积，或者根据其他技术（例如GB 2257254中所描述的技术）来估计主动脉的横截面积。由于难以定位主动脉和人之间的（特别是年轻人和老年人）变化，这种计算心输出量的方法是不可靠的。此外，由于测量对探头的定位敏感，因此来自相同患者的心输出量的多次测量可能不一致。因此，传统解决方案的准确性在很大程度上取决于操作者识别升主动脉并确定换能器的正确位置的技能。

US 2009/0292208公开了一种用于狭窄检测的血流速度测量。分析多幅超声图像使得能够确定血管方向。US 5928153和US 2014/0276072公开了其他多普勒角度和矢量测量方法。

发明内容

因此，需要一种能够改善流速并且因此改善心输出量的测量的方法和装置。本发明由权利要求定义。

根据第一方面，提供了一种改善对象血管中的血液流速的测量的方法，所述方法包括：使用超声换能器发射超声波束以测量对象身体的部分中的流速；根据测量到的流速来形成针对所述身体的所述部分的空间时间速度概况（profile）；并且分析所述空间时间速度概况以确定对所述超声波束相对于所述对象的角度的校正，所述校正基于空间时间速度概况中的峰的位置与空间时间速度概况的中心之间的差异。因此，所述方法确定应如何校正所述超声波束的角度以使流速峰值居中并因此改善流速的测量。

在一些实施例中，空间时间速度概况中的峰值包括空间时间速度概况中的最大流速。

在一些实施例中，所述方法还包括基于所确定的对所述角度的校正向所述超声换能器的操作者提供反馈的步骤。给所述操作者的反馈可以包括超声换能器相对于所述对象的旋转的指示，其将空间时间速度概况中的峰值定位于或定位为更靠近空间时间速度概况的中心。该指示可以是视觉、听觉和/或触觉指示，或其组合。该实施例具有以下优点：可以关于超声换能器相对于对象的改善或正确定位来引导操作者。

在另外的或替代的实施例中，所述方法还包括以下步骤：基于所确定的对所述角度的校正来确定针对所述超声换能器的第一控制信号；并且根据所确定的第一控制信号来调整超声换能器发射的超声波束的方向，使得空间时间速度概况中的峰值位置处于或接近空间时间速度概况的中心。该实施例具有以下优点：可以自动调节超声波束的角度以改善流速测量，而不需要使用致动器。

在另外的或替代的实施例中，所述方法还包括以下步骤：基于所确定的对所述角度的校正来确定针对所述超声换能器的取向致动器的第二控制信号；所述取向致动器能够相对于所述对象调整所述超声换能器的取向。在这些实施例中，所述方法可以还包括以下步骤：使用所述第二控制信号控制所述取向致动器的来调节所述超声换能器相对于所述对象的取向，使得空间时间速度概况中的峰值位置将处于或者更靠近空间时间速度概况的中心。该实施例具有可以自动调节超声波束的角度以改善流速测量的优点。

在另外的或替代的实施例中，所述方法还包括基于所确定的对所述角度的校正来确定对空间时间速度概况中的流速的值的校正的步骤。

在一些实施例中，使用超声换能器的步骤包括使用超声换能器测量身体部分中的多个深度处的流速；形成空间时间速度概况的步骤包括针对多个深度中的每个形成各自的空间时间速度概况，每个空间时间速度概况根据测量的相应深度处的流速形成；并且分析空间时间速度概况以确定对超声波束的角度的校正的步骤包括分析所述多个空间时间速度概况中的一个或多个以确定对所述超声波束的角度的校正。

在一些实施例中，所述方法还包括分析空间时间速度概况以确定超声换能器相对于对象的位置的校正的步骤。

在一些实施例中，分析空间时间速度概况以确定对超声换能器相对于对象的位置的校正的步骤包括基于对通过空间时间速度概况中的峰值的动脉路径的几何模型的拟合来确定校正。

在一些实施例中，所述方法还包括基于所确定的对位置的校正向所述超声换能器的操作者提供反馈的步骤。给操作者的反馈可以包括超声换能器相对于对象的运动的指示，其将改善超声换能器与动脉的对齐。该指示可以是视觉、听觉和/或触觉指示，或其组合。该实施例具有以下优点：可以关于超声换能器相对于对象的改善或正确定位来引导操作者。

在另外的或替代的实施例中，所述方法还包括以下步骤：基于所确定的对位置的校正来确定针对所述超声换能器的位置致动器的第三控制信号；所述位置致动器能够相对于所述对象调整所述超声换能器的位置。所述方法可以还包括使用所述第三控制信号来控制所述位置致动器以调节所述超声换能器相对于所述对象的位置从而改善所述超声换能器与动脉的对齐的步骤。该实施例具有可以自动调节超声波束的位置以改善流速测量的优点。

根据第二方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质中包含有计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得，在由合适的计算机、控制单元或处理器执行时，使所述计算机、控制使单元或处理器控制连接到所述计算机、控制单元或处理器的超声换能器发射超声波束以测量对象的身体的部分中的流速；根据测量到的流速来形成针对所述身体的所述部分的空间时间速度概况；并且分析所述空间时间速度概况以确定对所述超声波束相对于所述对象的角度的校正，所述校正基于空间时间速度概况中的峰的位置与空间时间速度概况的中心之间的差异。

更一般地，根据第二方面的计算机可读代码被配置为使得使合适的计算机、控制单元或处理器执行上述任何方法。

根据第三方面，提供了一种用于测量对象的血管中的血液流速的装置，所述装置包括控制单元，所述控制单元被配置为获得对象的身体的部分中的流速的测量结果，其中，测量是使用发射超声波束的超声换能器进行的；根据测量到的流速来形成针对所述身体的所述部分的空间时间速度概况；并且分析所述空间时间速度概况以确定对所述超声波束相对于所述对象的角度的校正，所述校正基于空间时间速度概况中的峰的位置与空间时间速度概况的中心之间的差异。因此，所述装置确定应如何校正所述超声波束的角度以使流速峰值居中并因此改善流速的测量。

在一些实施例中，所述装置还包括超声换能器。

在一些实施例中，空间时间速度概况中的峰值包括空间时间速度概况中的最大流速。

在一些实施例中，所述控制单元还被配置为基于所确定的对所述角度的校正向所述超声换能器的操作者提供反馈。给所述操作者的反馈可以包括超声换能器相对于所述对象的旋转的指示，其将空间时间速度概况中的峰值定位于或定位为更靠近空间时间速度概况的中心。该指示可以是视觉、听觉和/或触觉指示，或其组合。在一些实施例中，所述装置还可以包括用户接口部件，用于向操作者提供所确定的反馈。该实施例具有以下优点：可以关于超声换能器相对于对象的改善或正确定位来引导操作者。

在另外的或替代的实施例中，所述控制单元还被配置为基于所确定的对所述角度的校正来确定针对所述超声换能器的第一控制信号；并且输出所述第一控制信号，用于调整由所述超声换能器发射的所述超声波束的方向，使得所述空间时间速度概况中的峰值位置处于或更接近空间时间速度概况的中心。该实施例具有以下优点：可以自动调节超声波束的角度以改善流速测量，而不需要使用致动器。

在另外的或替代的实施例中，所述控制单元还被配置为基于所确定的对所述角度的校正来确定针对所述超声换能器的取向致动器的第二控制信号，其中，所述取向致动器能够相对于所述对象调整所述超声换能器的取向。在这些实施例中，所述控制单元还被配置为使用所述第二控制信号控制所述取向致动器的来调节所述超声换能器相对于所述对象的取向，使得空间时间速度概况中的峰值位置将处于或者更靠近空间时间速度概况的中心。在一些实施例中，所述装置还包括取向致动器，所述取向致动器被配置为调整所述超声换能器相对于所述对象的取向。该实施例具有可以自动调节超声波束的角度以改善流速测量的优点。

在另外的或替代的实施例中，所述控制单元还被配置为基于所确定的对所述角度的校正来确定对空间时间速度概况中的流速值的校正。

在一些实施例中，流速的测量结果指示所述身体的所述部分中的多个深度处的流速；并且其中，所述控制单元被配置为针对多个深度中的每个形成各自的空间时间速度概况，每个空间时间速度概况根据测量的相应深度处的流速形成；并且所述控制单元被配置为通过分析所述多个空间时间速度概况中的一个或多个以确定对所述超声波束的角度的校正来分析所述空间时间速度概况以确定对所述超声波束的角度的校正。

在一些实施例中，所述控制单元还被配置为分析所述空间时间速度概况以确定超声换能器相对于对象的位置的校正。

在一些实施例中，所述控制单元被配置为通过基于到通过空间时间速度概况中的峰值的动脉路径的几何模型的拟合来确定校正来分析空间时间速度概况以确定对超声换能器相对于对象的位置的校正。

在一些实施例中，所述控制单元还被配置为基于所确定的对位置的校正来向所述超声换能器的操作者提供反馈。给操作者的反馈可以包括超声换能器相对于对象的运动的指示，其将改善超声换能器与动脉的对齐。该指示可以是视觉、听觉和/或触觉指示。在一些实施例中，所述装置还可以包括用户接口部件，用于向操作者提供所确定的反馈。该实施例具有以下优点：可以关于超声换能器相对于对象的改善或正确定位来引导操作者。

在另外的或替代的实施例中，所述控制单元还被配置为基于所确定的对位置的校正来确定针对所述超声换能器的位置致动器的第三控制信号，其中，所述位置致动器能够相对于所述对象调整所述超声换能器的位置。在这些实施例中，所述控制单元还被配置为使用所述第三控制信号来控制所述位置致动器，以调节所述超声换能器相对于所述对象的位置，从而改善所述超声换能器与动脉的对齐。在一些实施例中，所述装置还包括位置致动器，所述位置致动器能够调节所述超声换能器相对于所述对象的位置。该实施例具有可以自动调节超声换能器的位置以改善流速测量的优点。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且更清楚地示出其如何被实施生效，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：

图1是使用本发明进行的测量的类型的图示；

图2是图示针对动脉的示例性空间时间速度概况的图；

图3是根据本发明实施例的装置的框图；

图4A-4B图示了可以使用本发明的场景；

图5是说明根据一个实施例的改善血液流速测量的方法的流程图；并且

图6图示了可以使用本发明的另一场景。

具体实施方式

本发明用于测量对象的血管（例如动脉或静脉，特别是升主动脉或肺动脉）中血液的流速。主动脉是人体中的主要动脉，并且从左心室开始并向下延伸到身体的胸部和腹部。升主动脉是主动脉的延伸出左心室顶部的在主动脉向下弯曲之前的部分。肺动脉是将心脏的右心室连接肺的动脉。尽管本发明的以下描述涉及测量动脉中血液的流速，但是应当理解，本发明也可以用于测量静脉中的流速。

在一些实施例中，可以在对象的胸骨上切迹之上、之中或附近使用超声换能器，以便测量升主动脉中血液的流速。在其他实施例中，可以在胸骨旁位置使用超声换能器以测量肺动脉中血液的流速。

图1图示了可以使用本发明的测量场景。图1示出了主动脉2（升主动脉或肺动脉），其在大致垂直方向上定向并且血液向上流动，并且示出了定位在主动脉2之上的超声换能器4。在本发明的以下描述中，参考相对于换能器4的横向、侧向和轴向。这三个方向如图1所示，其轴向（也称为z轴）对应于垂直于换能器4平面的方向，并且横向和侧向（也称为x轴和y轴）包括在换能器4的平面中的正交轴。

换能器4使用超声多普勒技术测量穿过至少一个横截面的轴向上的流速，以形成空间时间速度概况。图1示出了距离换能器4在100mm和150mm距离处的两个示例性横截面，但是这些不应被认为是限制性的。在进入体内约150mm的深度处，主动脉4通常与换能器4对齐。

图2中示出了示例性动脉血液空间时间速度概况（即，速度的空间概况），并且可以看出，如针对通过管的粘性流体流所预期的那样，朝向动脉中心速度增加。本领域技术人员将理解，空间时间速度概况包括在二维平面/横截面上的多个位置中的每一个处的速度测量结果或估计。

如上所述，为了估计心输出量，超声探头的操作者必须手动将探头瞄准主动脉的中心。然而，流速测量的准确性对探头的定位敏感。因此，本发明旨在通过分析由超声换能器获得的空间时间速度概况并确定对超声换能器相对于对象的角度（本文中也称为换能器的取向）的校正来提高流速的超声测量的准确性。在一些实施例中，可以分析针对多个深度的空间时间速度概况，以便确定对超声换能器的角度和位置的校正。

在一些实施例中，然后可以向操作者指示所确定的校正，以便操作者对超声换能器的定位进行调整，和/或可以根据所确定的校正来控制致动器以自动调整换能器的定位。

根据本发明的一个实施例的用于测量血液流速的示例性装置如图3中所示。装置10包括超声换能器12，其用于发射超声并测量超声反射。

超声换能器12可以包括多个换能器元件，其生成超声并测量反射的超声。超声换能器12可以是连续波（CW）多普勒超声换能器12或脉冲波（PW）多普勒超声换能器12。

在一些实施例中，超声换能器12可以包括被布置为换能器元件的线性阵列的多个换能器元件，并且超声换能器12可以被提供有声透镜或其他声束成形元件以便产生环形或曲面超声波束。该超声波束可以用于从对象获得空间-时间-速度信息（例如，横向和侧向上的时间-速度信息）。

在其他实施例中，超声换能器12可包括多个换能器元件，并且换能器元件可以被布置为二维（2D）阵列。换能器元件可以单独地或组合地驱动，以便生成和操纵超声波束，从而从对象获得空间-时间-速度信息。这种类型的超声换能器12可用于获得对象的三维（3D）体积中的空间-时间-速度信息，并且因此获得对象中的多个深度处的空间-时间-速度信息（例如，在多个深度处的横向和横向上的时间-速度信息）。

本领域技术人员将意识到可以在根据本发明的实施例中使用的合适类型的超声换能器12。

超声换能器12被连接到控制单元14，控制单元14控制换能器12的操作并接收换能器12的输出。超声换能器12可以将接收到的超声反射的测量结果输出到控制单元14，并且控制单元14可以分析超声反射中的多普勒频移以确定流速的测量结果。控制单元14可包括一个或多个处理器、处理单元、多核处理器或模块，其被配置或编程为控制装置10以及其部件，以确定对象的动脉中的血液的流速的测量结果，如下所述。

装置10还可以包括存储器单元16，其可以用于存储程序代码，所述程序代码可以由控制单元14执行以执行本文中描述的方法。存储器单元16还可以用于存储由装置10和/或超声换能器12产生或获得的信号和测量结果。

在一些实施例中，装置10还可包括用户接口18，用于向装置10的操作者和/或一个或多个致动器20提供反馈，用于基于来自控制单元14的控制信号而相对于对象调节超声换能器12的角度（取向）和/或位置。

用户接口18用于向操作者提供反馈，以指示、启用或鼓励操作者调整超声换能器12的角度和/或位置，以便提高流速测量的准确性和/或可靠性。因此用户接口18可以包括适合于提供该反馈/信息的任何部件，并且可以是例如显示屏或其他视觉指示器、扬声器、一个或多个灯和用于提供触觉反馈的部件（例如振动功能）中的任何一个或多个。除了提供上述反馈之外，用户接口18还可以用于向装置10的对象或操作者（例如健康护理提供者）提供由根据本发明的方法得到的信息。例如，用户接口18可以提供对象的流速的指示。

所述一个或多个致动器20可以包括用于使超声换能器12的角度和/或位置能够相对于对象进行调节任何合适的器件。所述一个或多个致动器20可以是能够移动或控制机构或系统以改变超声换能器12的取向和/或位置任何类型的致动器20。致动器可以基于电、磁、气动或液压原理，或其任何组合。最合适类型的致动器是电致动器或磁致动器。电致动器可以是电动机或压电部件。可以通过施加磁能来致动磁致动器。这些类型的致动器通常紧凑、重量轻、经济并且具有高功率密度。磁致动器可以使用形状记忆材料（SMM），例如形状记忆合金（SMA）或磁性形状记忆合金（MSMA）。一种合适类型的致动器是电活性聚合物（EAP），其是在被电场刺激时表现出尺寸或形状变化的聚合物。EAP可以有多种配置，但通常分为两个主要类：介电的和离子的。

在一些实施例中（可以与上述那些分开或组合），可以通过调节来自超声换能器12的超声波束的方向来实现超声换能器12的调节，例如通过调节超声换能器12中的个体换能器阵列元件的相位。

应当理解，图3仅示出了说明本发明的这个方面所需的部件，并且在实际实现方式中，装置10将包括对于所示出的那些部件的额外部件。例如，装置10可包括用于为装置10供电的电池或其他电源或用于将装置10连接到市电电源的装置，和/或用于使流速测量能够传送到远程计算机的通信模块。

图4A-4B图示了可以使用本发明的场景，并且图5是图示根据实施例的方法的流程图。

图4A示出了主动脉2和超声换能器12，其通常位于主动脉2上方（例如，在对象的胸骨上切迹中）。矢量28指示主动脉2中的血流方向，并且矢量29指示可以由超声换能器12测量的朝向超声换能器12的速度分量。在该实施例中，超声换能器12可能不具有获得多个深度处的空间-时间-速度信息的能力，并且因此通过对针对每个（2D）空间位置的所有深度的血流速度的轴向分量进行积分来获得空间-时间-速度概况。来自超声换能器12的超声波束30在图4A中示出，并且在该图示中，超声换能器12未与主动脉2正确地对齐（如通过超声波束的中心轴32从主动脉2的轴线34偏移角度Ɵ所示出）。

图4B示出了使用超声换能器12获得的空间-时间-速度概况，其中超声波束的中心轴32偏离主动脉2的轴34的角度Ɵ，并且可以看出与主动脉2中的血流有关的空间-时间-速度概况的部分的中心从超声波束30的中心轴32偏移距离d。该偏移导致偏心角度与主动脉2的高速度中心相互作用，从而“模糊”所获得的空间-时间-速度概况。

在超声换能器12未与主动脉2对齐的情况下，主动脉2中血液的流速测量的准确性和可重复性将受到损害。因此，根据本发明的该实施例的方法旨在检测该偏移，以使操作者和/或装置10能够采取校正动作。

因此，在步骤101中，发射超声波束的超声换能器12被用于测量对象身体的一部分中的流速。例如，可以在对象的胸骨上切迹之上、之中或附近使用超声换能器12，以便测量升主动脉中血液的流速。在其他实施例中，可以在胸骨旁位置使用超声换能器以测量肺动脉中血液的流速。在步骤101中，在多个空间方向上测量流速。超声换能器12可以测量特定深度处的流速，或者超声换能器12可以将流速测量为针对每个空间位置的所有深度的血流速度的轴向分量的积分。

在步骤103中，根据测量到的流速形成针对身体的部分的空间时间速度概况（例如，如图2和4B所示）。也就是说，指示横向和横向上的多个不同位置中的每一个的流速的空间时间速度概况根据在来自超声换能器12的多个方向上进行的流速测量形成。步骤103可以由控制单元14执行。

在步骤105中，分析空间时间速度概况以确定对超声换能器12发射的超声波束相对于对象的角度的校正。特别地，分析空间-时间-速度概况以识别概况中的峰值，并且确定空间时间速度概况中的峰值位置与空间时间速度概况的中心之间的差异（对应于图4A中与概况的轴32的交点）。对超声波束的角度的校正基于所确定的差异。步骤105可以由控制单元14执行。在步骤105中识别的空间时间速度概况中的峰值可以是空间时间速度概况中的最大流速。

在一些实施例中，所述方法还包括基于所确定的对所述角度的校正向所述超声换能器的操作者提供反馈的步骤。可以使用用户接口18中的任何合适的反馈装置以任何合适的形式提供反馈。

例如，在一些实施例中，反馈可以简单地包括超声换能器12的取向不正确的指示，在这种情况下，操作者可以调整超声换能器12的取向，直到反馈指示取向正确（即，当空间时间速度概况中的峰值在空间时间速度概况的中心的阈值距离内或处于空间时间速度概况的中心时）。该指示可以是视觉、听觉和/或触觉指示，或其组合。

在其他实施例中，反馈可以是为将时间速度概况的峰值定位在空间时间速度概况的中心或定位为更靠近空间时间速度概况的中心所需的相对于对象旋转超声换能器12的指示和/或超声换能器12的旋转方向的指示。该指示可以是视觉、听觉和/或触觉指示，或其组合。

在一些实施例中，其可以是向操作者提供反馈的实施例的补充或替代，所述方法可以还包括基于所确定的对所述角度的校正来确定针对超声换能器12的控制信号（本文中也称为第一控制信号），其可以用于操纵由超声换能器12产生的超声波束30。然后可以使用第一控制信号来控制超声换能器12，以调节超声波束30相对于对象发射的方向，使得时间速度概况中的峰值的位置处于或者更接近于空间时间速度概况的中心。特别地，第一控制信号可用于调节超声换能器12中的各个换能器元件的相位，以便使超声波束30在所需方向上转向。

在一些实施例中，其可以是向操作者提供反馈的实施例的补充或替代，所述方法还可以包括基于所确定的对所述角度的校正来确定针对超声换能器12的取向致动器20的控制信号（本文中也称为第二控制信号）。然后可以使用第二控制信号来控制取向致动器20，以调节超声换能器12相对于对象的取向，使得时间速度概况中的峰值的位置处于或者更接近于空间时间速度概况的中心的位置。

一旦超声换能器12的取向已经由操作者响应于操作者反馈或通过波束转向或通过取向致动器20而被调整，则可以重复步骤101-105。如果在步骤105中确定不需要对超声换能器12的角度进行校正，则可以分析在步骤103中确定的空间时间速度概况以确定主动脉2中的血液的流速，和/或可以从血液的流速导出的任何其他心脏参数，例如使用主动脉血流模型。

在一些实施例中，所述方法可以还包括基于所确定的对所述角度的校正来确定对空间时间速度概况中的流速值的校正的步骤。除了上面提出的提供反馈和确定控制信号步骤之外或作为其替代，可以执行该步骤。特别地，在该步骤中，来自空间时间速度概况的信息可以用于估计主动脉2相对于超声换能器12的剩余角度误差，并且可以使用该剩余角度误差来校正来自所述概况的血流速度估计（例如，通过乘以角度的正割函数）。在执行该步骤作为提供反馈和确定控制信号步骤的替代步骤的情况下，该步骤具有以下优点：可以在不需要装置10以包括致动器20的情况下对角度（或更直接地，流速本身）进行自动“校正”。

在一些实施例中，超声换能器12可以能够测量多个深度处的流速，使得可以针对特定深度确定空间-时间-速度概况。在这种情况下，分析步骤（步骤105）可以包括分析多个空间时间速度概况图中的一个或多个以确定对超声波束的角度的校正。在根据每个空间时间速度概况确定不同校正的情况下，可以选择对它们之一的校正或校正的平均值作为步骤105的输出。

图6图示了可以使用本发明的另一场景。图6示出了主动脉2和超声换能器12，其通常位于主动脉2上方的位置A（例如，在对象的胸骨上切迹中）。矢量28指示主动脉2中的血流方向，并且矢量29指示可以由超声换能器12测量的朝向超声换能器12的速度分量。在该实施例中，超声换能器12可以在多个深度处单独地测量空间-时间-速度信息（例如，它可以是3D超声系统），并且因此获得单独的空间-时间-速度概况。图6中显示了三个深度，并且得到的空间-时间-速度概况在图中示出（标记为36-1、36-2和36-3）。示出了来自超声换能器12的超声波束30，并且在该图示中，超声换能器12未相对于主动脉2正确定位，如通过超声换能器12在横向和/或侧向方向上偏离距理想测量位置B的距离为P。可以看出，在每个概况36-1、36-2和36-3中，流速的峰值偏离概况的中心（其中，随着测量深度的减小峰值越来越偏移）。

在该场景中，可以使用图5中的方法来根据所获得的空间时间速度概况中识别对超声波束的角度的校正。另外，可以分析空间时间速度概况以确定相对于对象对超声换能器12的位置（在横向和/或侧向方向上）的校正。在一些实施例中，校正可以基于动脉路径的几何模型（即，穿过动脉中心的线）到空间时间曲线的峰值（例如，最大值）的拟合，并且根据模型与空间时间概况中的峰值的偏差来确定校正。几何模型的复杂性可能取决于概况的数量，在只有两个概况，模型是一条线，在有三个概况时，模型是抛物线等。

如在图4A-4B中所示的场景的情况下，可以基于所确定的对位置的校正来向超声换能器的操作者提供反馈。可以使用用户接口18中的任何合适的反馈装置以任何合适的形式提供反馈。

例如，在一些实施例中，反馈可以简单地包括超声换能器12的取向和/或位置不正确的指示，在这种情况下，操作者可以调整超声换能器12的取向和/或位置，直到反馈指示方向和/或方向是正确的。该指示可以是视觉、听觉和/或触觉指示，或其组合。

在其他实施例中，反馈可以是超声换能器12在横向和/或侧向方向上相对于对象的平移的指示和/或超声换能器12在横向和/或侧身中的平移方向的指示，其是改善探头与动脉对齐所需要的（即，通过减小超声换能器12的轴32与动脉的中心线之间的距离）。同样，该指示可以是视觉、听觉和/或触觉指示，或其组合。

在一些实施例中，其可以是向操作者提供反馈的实施例的补充或替代，所述方法还可以包括基于所确定的对所述位置的校正来确定针对超声换能器12的位置致动器20的控制信号（本文中也称为第三控制信号）。然后可以使用控制信号来控制位置致动器20，以在横向和/或侧向方向上调节超声换能器12相对于对象的位置，从而改善超声换能器12与动脉的对齐。应当理解，在致动器20可以调节超声换能器12的角度和超声换能器12的位置两者的情况下，所述第二控制信号和所述第三控制信号可以是相同的信号。

一旦超声换能器12的位置已经由操作者响应于操作者反馈或通过位置致动器20而被调整，则可以重复步骤101-105。如果在步骤105中确定不需要对超声换能器12的位置进行校正，则可以分析在步骤103中确定的空间时间速度概况中的一个或多个以确定主动脉2中的血液的流速，和/或可以从血液的流速导出的任何其他心脏参数，例如使用主动脉血流模型。

因此，提供了一种可以提供流速和心输出量的可靠测量的方法和装置。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践请求保护的本发明时能够理解并且实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求书中所记载的若干个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的集合。可以将计算机程序存储/概况在与其它硬件一起提供或者作为其它硬件的一部分提供的诸如光存储介质或者固态介质的合适介质上，但是还可以以诸如经因特网或者其它有线或无线电信系统的其它形式概况。权利要求书中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (14)

1.一种改善对象的血管中的血液流速的测量的方法，所述方法包括：

使用超声换能器发射超声波束以测量所述对象的身体的部分中的多个深度处的流速；

根据测量到的针对所述多个深度中的每个的流速来形成针对所述身体的所述部分的各自的空间时间速度概况（36-1、36-2、36-3），每个空间时间速度概况是根据测量到的相应深度处的流速而形成的；并且

分析多个所述空间时间速度概况中的一个或多个以确定对所述超声波束相对于所述对象的所述血管的轴的角度的校正，所述校正基于所述空间时间速度概况中的峰的位置与所述空间时间速度概况的中心之间的差异，所述空间时间速度概况的所述中心对应于所述超声波束的中心轴与所述空间时间速度概况的交点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

基于所确定的对所述角度的校正来向所述超声换能器的操作者提供反馈。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

基于所确定的对所述角度的校正来确定针对所述超声换能器的第一控制信号；并且

根据所确定的第一控制信号来调整由所述超声换能器发射的所述超声波束的方向，使得所述空间时间速度概况中的所述峰的所述位置处于或更接近所述空间时间速度概况的所述中心。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

基于所确定的对所述角度的校正来确定针对所述超声换能器的取向致动器的第二控制信号，其中，所述取向致动器能够相对于所述对象调整所述超声换能器的取向。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

基于所确定的对所述角度的校正来确定对所述空间时间速度概况中的流速的值的校正。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

分析空间时间速度概况以确定所述超声换能器相对于所述对象的位置的校正。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

基于所确定的对所述位置的校正来确定针对所述超声换能器的位置致动器的第三控制信号，其中，所述位置致动器能够相对于所述对象调整所述超声换能器的所述位置。

8.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有体现在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得，在由合适的计算机或处理器执行时，使所述计算机或处理器执行根据权利要求1-7中的任一项所述的方法。

9.一种用于测量对象的血管中的血液流速的装置，所述装置包括：

输入部，其用于接收来自发射超声波束的超声换能器（12）的信号；

控制单元（14），其被配置为：

获得所述对象的身体的部分中的不同深度处的流速的测量结果，其中，测量是使用所述超声换能器（12）进行的；

根据测量到的针对多个所述深度中的每个的流速来形成针对所述身体的所述部分的各自的空间时间速度概况，每个空间时间速度概况是根据测量到的相应深度处的流速而形成的；并且

分析多个所述空间时间速度概况中的一个或多个以确定对所述超声波束相对于所述对象的所述血管的轴的角度的校正，所述校正基于所述空间时间速度概况中的峰的位置与所述空间时间速度概况的中心之间的差异，所述空间时间速度概况的所述中心对应于所述超声波束的中心轴与所述空间时间速度概况的交点。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述控制单元（14）还被配置为：

基于所确定的对所述角度的校正来确定针对所述超声换能器的第一控制信号；并且

输出所述第一控制信号以用于调整由所述超声换能器发射的所述超声波束的方向，使得所述空间时间速度概况中的所述峰的位置处于或更接近所述空间时间速度概况的中心。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其中，所述控制单元（14）还被配置为：

基于所确定的对所述角度的校正来确定针对所述超声换能器的取向致动器的第二控制信号，其中，所述取向致动器能够相对于所述对象调整所述超声换能器的取向。

12.根据权利要求9或10所述的装置，其中，所述控制单元（14）还被配置为：

分析所述空间时间速度概况以确定所述超声换能器相对于所述对象的位置的校正。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述控制单元（14）还被配置为：

基于所确定的对所述位置的校正来确定针对所述超声换能器的位置致动器的第三控制信号，其中，所述位置致动器能够相对于所述对象调整所述超声换能器的所述位置。

14.根据权利要求9或10所述的装置，其中，所述装置还包括所述超声换能器。

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