CN111265196A - 一种颈动脉脉搏波速估计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颈动脉脉搏波速估计方法及系统。所述方法包括：获取颈动脉血管上N线声束位置的脉搏波，得到N线脉搏波；将N线脉搏波中的第1线脉搏波确定为参考脉搏波，并确定参考脉搏波的多个参考模板段；每个参考模板段对应一个基准点位置参数和一个长度参数；确定每个参考模板段对应的脉搏波方差和；脉搏波方差和为最小方差总和的和；最小方差总和为参考模板段对第n线脉搏波的上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的；其中，n∈[2,N]；将最小的脉搏波方差和对应的参考模板段确定为最优模板段；将最优模板段对应的基准点位置参数和长度参数确定为最优参数；由最优参数估计颈动脉脉搏波速。本发明能够提高脉搏波速的估计精度。

Description

一种颈动脉脉搏波速估计方法及系统

技术领域

本发明涉及脉搏波速测量领域，特别是涉及一种颈动脉脉搏波速估计方法及系统。

背景技术

在心脑血管疾病中，动脉粥样硬化为较为常见和严重的一种全身性疾病。动脉粥样硬化会导致颈动脉、冠状动脉等全身各肌性动脉同时产生病变，从而造成心脏和大脑的缺血性改变。动脉粥样硬化主要是由于血液里脂质颗粒和钙盐沉积在管壁上而形成的，严重时会造成血管堵塞。随着年龄增大，血管表现出僵硬度增加、顺应性下降、血管修复及新生能力降低等重要特征，已有研究表明颈动脉硬化是脑中风等脑血管疾病的独立预测因素。因此，临床上无创定量评估颈动脉硬化程度对早期诊断和有效预防心脑血管疾病有重要意义。

定量描述主动脉管壁弹性程度的参数包括血管脉动扩张度、顺应性系数、杨氏弹性模量、僵硬度及脉搏波速(PulseWave Velocity，PWV)等。其中，管壁的扩张度、顺应性系数、杨氏弹性模量及僵硬度与直接测量动脉管径变化和对应的血压变化有关，对于管壁某一位置的管径变化虽然能被精确测量，但血压变化由于受到沿动脉树放大等因素的影响而难以准确测量。同时，非线性的动脉管壁在杨氏模量测量中被假设为线性的，也导致测量结果不真实。脉搏波可被看作血流速度波、血压波或管径波等，随着心脏间歇性的收缩和舒张，血液沿血管轴向方向流动，以及血压、血流量随着时间、位置发生变化时与管壁之间产生力的作用，从而形成脉搏波传播。而PWV值直接反映动脉硬化的程度，PWV值越大，表明脉搏波传播越快，血管壁弹性越差；相反，其值越小，脉搏波传播越慢，血管壁弹性越好。因此，PWV被认为是定量评价颈动脉硬化程度的“金指标”。

但在临床测量PWV过程中存在一些问题，比如：涉及的各处理环节真实值未知，反射波会对测量结果造成影响，超声扫描参数设置不灵活等，因此寻找一种能准确测量PWV值的方法尤为重要。目前较为常用的一种方法为传输时间(TransitTime，TT)法，TT法是通过检测动脉血管上一段特定距离内不同声束位置的脉搏波曲线，并利用脉搏波上冲段的时间基准点确定脉搏波传输延迟时间，最后根据距离时间比计算该段血管上平均PWV。TT法确定时间基准点主要基于两种方法。单个基准点法通过加速度最值法、切线交叉法、速度最值法等算法来估计时间基准点，但在实际颈动脉PWV测量过程中，由于各束位置上脉搏波受来自颈动脉窦反射波的影响较大，会产生不同程度地形变，严重影响脉搏波上冲段时间基准点的定位。连续多点法以单个基准点法确定的基准点位置为中心，像两边对称延长一定长度形成一段范围，在该段范围内寻找时间基准点。与单点来定位估计PWV，连续多点法虽然提高了估计准确度。但位置和区域大小预定，使得时间基准点的定位不是最优的，导致脉搏波速测量的准确度不高。

发明内容

基于此，有必要提供一种基于颈动脉脉搏波上冲段最优局域模板自适应追踪的脉搏波速估计方法及系统，以提高脉搏波速的估计精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于颈动脉脉搏波上冲段最优局域模板自适应追踪的脉搏波速估计方法，包括：

获取颈动脉血管上N线声束位置的脉搏波，得到N线脉搏波；一线所述声束位置对应一线脉搏波；

将所述N线脉搏波中的第1线脉搏波确定为参考脉搏波，并确定所述参考脉搏波的多个参考模板段；每个所述参考模板段对应一个基准点位置参数和一个长度参数；所述基准点位置参数为所述参考模板段的中心点的位置，所述中心点为所述参考脉搏波的上冲段上的一点；所述长度参数为所述参考模板段的中心点到所述参考模板段的起点或终点的长度；

确定每个所述参考模板段对应的脉搏波方差和；所述脉搏波方差和为每一线最小方差总和的和；所述最小方差总和为所述参考模板段对第n线脉搏波的上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的；其中，n∈[2,N]；

将最小的脉搏波方差和对应的参考模板段确定为最优模板段；

将所述最优模板段对应的基准点位置参数和长度参数确定为最优参数；

由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速。

可选的，所述确定每个所述参考模板段对应的脉搏波方差和，具体包括：

采用第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪，得到第k个跟踪段对应的方差总和；

由第n线脉搏波的上冲段中的所有跟踪段对应的方差总和，确定第n线脉搏波的上冲段的最小方差总和；

对所有线脉搏波的上冲段的最小方差总和求和，得到第i个参考模板段对应的脉搏波方差和。

可选的，所述采用第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪，得到第k个跟踪段对应的方差总和，具体为：

其中，SSD_in(τ,w)为第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪得到的第k个跟踪段对应的方差总和，f_i(k)为第i个参考模板段，g_n(k+τ)为第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段，u为第i个参考模板段的起点，w为第i个参考模板段的段长，τ为第i个参考模板段与第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段之间的时移。

可选的，所述由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速，具体包括：

由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速延迟时间；

由所述估计颈动脉脉搏波速延迟时间计算颈动脉脉搏波速。

本发明还提供了一种基于颈动脉脉搏波上冲段最优局域模板自适应追踪的脉搏波速估计系统，包括：

脉搏波获取模块，用于获取颈动脉血管上N线声束位置的脉搏波，得到N线脉搏波；一线所述声束位置对应一线脉搏波；

参考模板段确定模块，用于将所述N线脉搏波中的第1线脉搏波确定为参考脉搏波，并确定所述参考脉搏波的多个参考模板段；每个所述参考模板段对应一个基准点位置参数和一个长度参数；所述基准点位置参数为所述参考模板段的中心点的位置，所述中心点为所述参考脉搏波的上冲段上的一点；所述长度参数为所述参考模板段的中心点到所述参考模板段的起点或终点的长度；

脉搏波方差和确定模块，用于确定每个所述参考模板段对应的脉搏波方差和；所述脉搏波方差和为每一线最小方差总和的和；所述最小方差总和为所述参考模板段对第n线脉搏波的上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的；其中，n∈[2,N]；

最优模板段确定模块，用于将最小的脉搏波方差和对应的参考模板段确定为最优模板段；

最优参数确定模块，用于将所述最优模板段对应的基准点位置参数和长度参数确定为最优参数；

脉搏波速确定模块，用于由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速。

可选的，所述脉搏波方差和确定模块，具体包括：

方差总和计算单元，用于采用第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪，得到第k个跟踪段对应的方差总和；

最小方差总和计算单元，用于由第n线脉搏波的上冲段中的所有跟踪段对应的方差总和，确定第n线脉搏波的上冲段的最小方差总和；

脉搏波方差和计算单元，用于对所有线脉搏波的上冲段的最小方差总和求和，得到第i个参考模板段对应的脉搏波方差和。

可选的，所述方差总和计算单元，具体为：

其中，SSD_in(τ,w)为第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪得到的第k个跟踪段对应的方差总和，f_i(k)为第i个参考模板段，g_n(k+τ)为第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段，u为第i个参考模板段的起点，w为第i个参考模板段的段长，τ为第i个参考模板段与第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段之间的时移。

可选的，所述脉搏波速确定模块，具体包括：

延迟时间确定单元，用于由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速延迟时间；

脉搏波速确定单元，用于由所述估计颈动脉脉搏波速延迟时间计算颈动脉脉搏波速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种基于颈动脉脉搏波上冲段最优局域模板自适应追踪的脉搏波速估计方法及系统，该方法将N线脉搏波中的第1线脉搏波确定为参考脉搏波，并确定参考脉搏波的多个参考模板段；每个参考模板段对应一个基准点位置参数和一个长度参数；确定每个参考模板段对应的脉搏波方差和；脉搏波方差和为最小方差总和的和；最小方差总和为参考模板段对第n线脉搏波的上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的；其中，n∈[2,N]；将最小的脉搏波方差和对应的参考模板段确定为最优模板段；将最优模板段对应的基准点位置参数和长度参数确定为最优参数；由最优参数估计颈动脉脉搏波速。该方法有效解决了基准点定位敏感的问题，提高了脉搏波速的估计精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1一种颈动脉脉搏波速估计方法的流程图；

图2为本发明实施例2自适应最优参数选择的流程图；

图3为颈动脉脉搏波上冲段参数选择模块及MSSD计算模块的流程图；

图4为颈动脉脉搏波上冲段参数选择模块的具体过程图；

图5为第2线声束位置自适应追踪的具体过程图；

图6为第N线声束位置自适应追踪的具体过程图；

图7为最小方差总和MSSD的示意图；

图8为一个心动周期内13线声束位置脉动位移曲线图；

图9为脉搏波最优模板段位置以及所求PWV值的示意图；

图10为本发明实施例3一种颈动脉脉搏波速估计系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

图1为本发明实施例1一种颈动脉脉搏波速估计方法的流程图。参见图1，本实施例的颈动脉脉搏波速估计方法，包括：

步骤S1：获取颈动脉血管上N线声束位置的脉搏波，得到N线脉搏波；一线所述声束位置对应一线脉搏波。

步骤S2：将所述N线脉搏波中的第1线脉搏波确定为参考脉搏波，并确定所述参考脉搏波的多个参考模板段；每个所述参考模板段对应一个基准点位置参数和一个长度参数。

其中，所述基准点位置参数为所述参考模板段的中心点的位置，所述中心点为所述参考脉搏波的上冲段上的一点；所述长度参数为所述参考模板段的中心点到所述参考模板段的起点或终点的长度。

步骤S3：确定每个所述参考模板段对应的脉搏波方差和；所述脉搏波方差和为每一线最小方差总和的和；所述最小方差总和为所述参考模板段对第n线脉搏波的上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的；其中，n∈[2,N]。

所述步骤S3，具体包括：

31)采用第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪，得到第k个跟踪段对应的方差总和。具体为：

其中，SSD_in(τ,w)为第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪得到的第k个跟踪段对应的方差总和，f_i(k)为第i个参考模板段，g_n(k+τ)为第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段，u为第i个参考模板段的起点，w为第i个参考模板段的段长，τ为第i个参考模板段与第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段之间的时移。

32)由第n线脉搏波的上冲段中的所有跟踪段对应的方差总和，确定第n线脉搏波的上冲段的最小方差总和。

33)对所有线脉搏波的上冲段的最小方差总和求和，得到第i个参考模板段对应的脉搏波方差和。

步骤S4：将最小的脉搏波方差和对应的参考模板段确定为最优模板段。

步骤S5：将所述最优模板段对应的基准点位置参数和长度参数确定为最优参数。

步骤S6：由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速。

所述步骤S6，具体包括：

由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速延迟时间；由所述估计颈动脉脉搏波速延迟时间计算颈动脉脉搏波速。

本实施例的一种颈动脉脉搏波速估计方法能用于提高颈动脉脉搏波从第1线位置传播到第n(1<n≤N，N为扫描总线数)线位置所需的延迟时间的估计精度，从而提高脉搏波速的估计精度；能够定量描述血管壁弹性，评价动脉硬化程度；简单、操作方便，测量时无需添加额外过程，也进一步提高了估计的准确度。

下面提供了一个更为具体的实施例。

实施例2

本实施例的一种颈动脉脉搏波速估计方法，能自适应选择最优颈动脉脉搏波上冲段的时间基准点，并以该基准点为中心，在给定范围自适应对称延长形成模板段，以此来估计脉搏波速延迟时间，获得脉搏波速。下面分三个步骤来具体介绍该方法的实现过程：

步骤1：自适应选出最优参数组合。假设扫描总线数为N线，颈动脉脉搏波上冲段基准点定义为x，模板段长度定义为y，x、y组合有M组。如图2所示，图中MSSD_i表示第i组参数遍历所有线位置得到的(N-1)线最小方差总和(Minimum Sum ofthe Square Difference，MSSD)值之和，MSSD_i+1表示第(i+1)组参数遍历所有线位置得到的(N-1)线MSSD值之和，min表示暂存的最小值。首先以第1线声束位置脉搏波为参考脉搏波，通过参数选择模块在该脉搏波上选择一组参数，利用该参数分别对第2线到第N线每次时移进行同等长度的曲线追踪，计算该参数对第2线到第N线脉搏波上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的MSSD值，将(N-1)线MSSD相加得到该组参数下对应的MSSD之和。比较所有M组参数下得到的MSSD和，得出它们中的最小值。如：第1组参数对应的MSSD值之和为MSSD₁(MSSD₁＝MSSD₁₂+MSSD₁₃+……+MSSD_1n)，将MSSD₁存入min中，循环得到第2组参数对应的SSD值之和MSSD₂。将两值进行比较，如果MSSD₁比MSSD₂小，则MSSD₁继续留在min中，反之将MSSD₂换入min中，直到i大于M，算完所有参数组合即可得到脉搏波上冲段的最优参数(x_o，y_o)。

步骤2：参数选择模块，对颈动脉脉搏波上冲段基准点和模板段长度进行选择。图3为颈动脉脉搏波上冲段参数选择模块及MSSD计算模块的流程图，图4为颈动脉脉搏波上冲段参数选择模块的具体过程图，图5为第2线声束位置自适应追踪的具体过程图，图6为第N线声束位置自适应追踪的具体过程图。参见图3-图6，假设扫描总线数为N线，将第1线声束位置的脉搏波作为参考脉搏波，在参考脉搏波上冲段选择一个基准点，定义为x，作为位置参数，如图4的(a)部分所示，该图中实心点为选择的基准点，矩形框即为参考模板段，图4的(b)部分为(a)部分中曲线追踪的放大图，图中箭头所指方向即为基准点位置移动方向，x₁、x₂、......x_M为相同模板段下的不同基准点位置(图4的(a)(b)部分中仅示出x₁、x₂、x₃三个不同基准点位置)，从图中可看出基准点能在整个上冲段范围内移动。以所选择基准点为中心，在给定范围自适应对称延长形成模板段，将延长长度定义为y，作为长度参数，如图4的(c)部分所示，图中实心点为选择的基准点，矩形框即为以该基准点为中心延长不同长度的参考模板段，图4的(d)部分为(c)部分中曲线追踪的放大图，y₁、y₂、......y_M为以相同基准点为中心延长不同长度形成的模板段(图4的(a)(d)部分中仅示出y₁、y₂、y₃三个不同长度形成的模板段)，从图中可以看出，模板段长度可在颈动脉脉搏波上冲段长度范围内随意调节。通过移动基准点位置以及调节模板段长度，得到一系列x、y的取值，作为参考模板段，假设有M组。

步骤3：MSSD计算模块，通过比较每组参数各线MSSD值之和，找出最小值对应的最优参数组合(x_o，y_o)，估计每一线延迟时间及脉搏波速(PWV)。在上一步骤中求得M组参考模板段，表示为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)……(x_M，y_M)。利用这些模板段分别对第2线到第N线脉搏波上冲段通过每次时移进行同等长度的曲线追踪，如图5的(a)部分所示为对第2线声束位置脉搏波上冲段从波脚至波峰进行追踪示意图，图中实心点为选择的基准点，矩形框即为参考模板段，图5的(b)部分为(a)部分中曲线追踪的放大图，MSSD_i2表示第i组参数在第2线脉搏波位置处的MSSD值。图6的(a)部分为对第N线脉搏波上冲段从波脚至波峰进行追踪示意图，图中实心点为选择的基准点，矩形框即为参考模板段，图6的(b)部分为(a)部分中曲线追踪的放大图，MSSD_in表示第i组参数在第N线脉搏波位置处的MSSD值。假设第1组参数(x₁，y₁)，用该组参数定义的参考模板段分别对第2线到第N线脉搏波上冲段从波脚至波峰进行追踪，计算每次时移下参考模板段与追踪段之间的MSSD值，如图7所示，表示为MSSD₁₂、MSSD₁₃、……、MSSD_1N，相加得到MSSD₁。用第二组参数(x₂，y₂)对第2线到第N线脉搏波计算MSSD值分别定义为MSSD₂₂、MSSD₂₃、……、MSSD_2N，相加得到MSSD₂。依此类推，得到第M组参数每线MSSD值之和MSSD_M。比较MSSD₁、MSSD₂、……、MSSD_M的大小得出最小值，该最小值对应的参数即为最优参数。由最优参数形成的模板段对每一线进行追踪，得出每一线时移对应的延迟时间，进而根据线性拟合法估计PWV。方差总和(SSD)的计算如公式如下：

其中，SSD_in(τ,w)为第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪得到的第k个跟踪段对应的方差总和，f_i(k)为第i个参考模板段，g_n(k+τ)为第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段，u为第i个参考模板段的起点，w为第i个参考模板段的段长(即为形成该段总采样点数)，τ为第i个参考模板段与第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段之间的时移。MSSD为对第n线脉搏波上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的最小SSD值。

在实际应用中，一个心动周期内13线声束位置脉动位移曲线如图8所示，采用上述颈动脉脉搏波速估计方法，求出的一个心动周期内13线脉搏波最优模板段位置以及所求PWV值如图9所示，图9的(a)部分中实心点为上述方法定位的基准点，虚线框为上述方法选择的最优模板段，图9的(b)部分为(a)部分中虚线框内放大图，直线代表脉搏波传播延迟时间与位移之间的线性拟合，其斜率即为PWV值。

本实施例中的颈动脉脉搏波速估计方法具有以下优点：

1)本实施例通过调节基准点位置参数x，计算每个参数对每一线脉搏波上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的MSSD，将各线MSSD相加得到该参数下对应的MSSD之和。比较所有参数下得到的MSSD和来寻找最优基准点位置，即：它们中的最小值对应的参数即为最优参数。这一改变有效解决了基准点定位敏感的问题，提高了PWV的估计精度。

2)利用射频血管超声射频回波信号进行脉搏波估计过程中常会存在由非均匀软组织引起的斑点噪声、呼吸运动产生的低频信号、扫描帧频引入的量化误差等干扰，因此，仅用一个点来定位准确估计PWV较为困难。相比较其他方法，本实施例结合自适应得出的最优基准点位置设定了一个模板段长度参数y，以基准点位置x为中心，对称延长一定长度，形成长度为y的参考模板段。通过计算比较每个y值对应的MSSD之和来不断调整参数y的取值，以确定得到最优参数值。将一个点的定位，变为通过一个点延伸到一个区域的定位，扩展了追踪范围，减少了射频回波信号带来的干扰，使PWV的估计更加准确。

实施例3

本发明还提供了一种颈动脉脉搏波速估计系统，图10为本发明实施例3一种颈动脉脉搏波速估计系统的结构示意图。

参见图10，本实施例的颈动脉脉搏波速估计系统包括：

脉搏波获取模块101，用于获取颈动脉血管上N线声束位置的脉搏波，得到N线脉搏波；一线所述声束位置对应一线脉搏波。

参考模板段确定模块102，用于将所述N线脉搏波中的第1线脉搏波确定为参考脉搏波，并确定所述参考脉搏波的多个参考模板段；每个所述参考模板段对应一个基准点位置参数和一个长度参数；所述基准点位置参数为所述参考模板段的中心点的位置，所述中心点为所述参考脉搏波的上冲段上的一点；所述长度参数为所述参考模板段的中心点到所述参考模板段的起点或终点的长度。

脉搏波方差和确定模块103，用于确定每个所述参考模板段对应的脉搏波方差和；所述脉搏波方差和为每一线最小方差总和的和；所述最小方差总和为所述参考模板段对第n线脉搏波的上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的；其中，n∈[2,N]。

最优模板段确定模块104，用于将最小的脉搏波方差和对应的参考模板段确定为最优模板段。

最优参数确定模块105，用于将所述最优模板段对应的基准点位置参数和长度参数确定为最优参数。

脉搏波速确定模块106，用于由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速。

作为一种可选的实施方式，所述脉搏波方差和确定模块103，具体包括：

方差总和计算单元，用于采用第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪，得到第k个跟踪段对应的方差总和。

最小方差总和计算单元，用于由第n线脉搏波的上冲段中的所有跟踪段对应的方差总和，确定第n线脉搏波的上冲段的最小方差总和。

脉搏波方差和计算单元，用于对所有线脉搏波的上冲段的最小方差总和求和，得到第i个参考模板段对应的脉搏波方差和。

作为一种可选的实施方式，所述方差总和计算单元，具体为：

其中，SSD_in(τ,w)为第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪得到的第k个跟踪段对应的方差总和，f_i(k)为第i个参考模板段，g_n(k+τ)为第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段，u为第i个参考模板段的起点，w为第i个参考模板段的段长，τ为第i个参考模板段与第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段之间的时移。

作为一种可选的实施方式，所述脉搏波速确定模块106，具体包括：

延迟时间确定单元，用于由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速延迟时间。

脉搏波速确定单元，用于由所述估计颈动脉脉搏波速延迟时间计算颈动脉脉搏波速。

本发明提供的颈动脉脉搏波速估计系统，有效解决了基准点定位敏感的问题，提高了脉搏波速的估计精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种颈动脉脉搏波速估计方法，其特征在于，包括：

获取颈动脉血管上N线声束位置的脉搏波，得到N线脉搏波；一线所述声束位置对应一线脉搏波；

将所述N线脉搏波中的第1线脉搏波确定为参考脉搏波，并确定所述参考脉搏波的多个参考模板段；每个所述参考模板段对应一个基准点位置参数和一个长度参数；所述基准点位置参数为所述参考模板段的中心点的位置，所述中心点为所述参考脉搏波的上冲段上的一点；所述长度参数为所述参考模板段的中心点到所述参考模板段的起点或终点的长度；

确定每个所述参考模板段对应的脉搏波方差和；所述脉搏波方差和为每一线最小方差总和的和；所述最小方差总和为所述参考模板段对第n线脉搏波的上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的；其中，n∈[2,N]；

将最小的脉搏波方差和对应的参考模板段确定为最优模板段；

将所述最优模板段对应的基准点位置参数和长度参数确定为最优参数；

由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速。

2.根据权利要求1所述的一种颈动脉脉搏波速估计方法，其特征在于，所述确定每个所述参考模板段对应的脉搏波方差和，具体包括：

采用第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪，得到第k个跟踪段对应的方差总和；

由第n线脉搏波的上冲段中的所有跟踪段对应的方差总和，确定第n线脉搏波的上冲段的最小方差总和；

对所有线脉搏波的上冲段的最小方差总和求和，得到第i个参考模板段对应的脉搏波方差和。

3.根据权利要求2所述的一种颈动脉脉搏波速估计方法，其特征在于，所述采用第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪，得到第k个跟踪段对应的方差总和，具体为：

其中，SSD_in(τ,w)为第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪得到的第k个跟踪段对应的方差总和，f_i(k)为第i个参考模板段，g_n(k+τ)为第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段，u为第i个参考模板段的起点，w为第i个参考模板段的段长，τ为第i个参考模板段与第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段之间的时移。

4.根据权利要求1所述的一种颈动脉脉搏波速估计方法，其特征在于，所述由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速，具体包括：

由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速延迟时间；

由所述估计颈动脉脉搏波速延迟时间计算颈动脉脉搏波速。

5.一种颈动脉脉搏波速估计系统，其特征在于，包括：

脉搏波获取模块，用于获取颈动脉血管上N线声束位置的脉搏波，得到N线脉搏波；一线所述声束位置对应一线脉搏波；

参考模板段确定模块，用于将所述N线脉搏波中的第1线脉搏波确定为参考脉搏波，并确定所述参考脉搏波的多个参考模板段；每个所述参考模板段对应一个基准点位置参数和一个长度参数；所述基准点位置参数为所述参考模板段的中心点的位置，所述中心点为所述参考脉搏波的上冲段上的一点；所述长度参数为所述参考模板段的中心点到所述参考模板段的起点或终点的长度；

脉搏波方差和确定模块，用于确定每个所述参考模板段对应的脉搏波方差和；所述脉搏波方差和为每一线最小方差总和的和；所述最小方差总和为所述参考模板段对第n线脉搏波的上冲段从波脚至波峰进行追踪得到的；其中，n∈[2,N]；

最优模板段确定模块，用于将最小的脉搏波方差和对应的参考模板段确定为最优模板段；

最优参数确定模块，用于将所述最优模板段对应的基准点位置参数和长度参数确定为最优参数；

脉搏波速确定模块，用于由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速。

6.根据权利要求5所述的一种颈动脉脉搏波速估计系统，其特征在于，所述脉搏波方差和确定模块，具体包括：

方差总和计算单元，用于采用第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪，得到第k个跟踪段对应的方差总和；

最小方差总和计算单元，用于由第n线脉搏波的上冲段中的所有跟踪段对应的方差总和，确定第n线脉搏波的上冲段的最小方差总和；

脉搏波方差和计算单元，用于对所有线脉搏波的上冲段的最小方差总和求和，得到第i个参考模板段对应的脉搏波方差和。

7.根据权利要求6所述的一种颈动脉脉搏波速估计系统，其特征在于，所述方差总和计算单元，具体为：

其中，SSD_in(τ,w)为第i个参考模板段对第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段进行追踪得到的第k个跟踪段对应的方差总和，f_i(k)为第i个参考模板段，g_n(k+τ)为第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段，u为第i个参考模板段的起点，w为第i个参考模板段的段长，τ为第i个参考模板段与第n线脉搏波的上冲段中的第k个跟踪段之间的时移。

8.根据权利要求5所述的一种颈动脉脉搏波速估计系统，其特征在于，所述脉搏波速确定模块，具体包括：

延迟时间确定单元，用于由所述最优参数估计颈动脉脉搏波速延迟时间；

脉搏波速确定单元，用于由所述估计颈动脉脉搏波速延迟时间计算颈动脉脉搏波速。

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