CN112137645A - 一种基于心率差异的超声成像方法 - Google Patents

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CN112137645A CN202010826701.6A CN202010826701A CN112137645A CN 112137645 A CN112137645 A CN 112137645A CN 202010826701 A CN202010826701 A CN 202010826701A CN 112137645 A CN112137645 A CN 112137645A
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张超学
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Abstract

本发明公开了一种基于心率差异的超声成像方法，包括以下步骤：采用成像帧率>50帧/s的成像方法，获得被测区域的图像，其中图像的数量为N幅，且N≥2；截取每幅图像中同一位置的图像信息，构成空间向量；对空间向量采用傅里叶变换得到所述空间向量的频谱；在频谱中选取第一频带和第二频带；计算所述第一频带幅度的平均值A1，最大值M1及M1对应的频率F1，计算所述第二频带幅度的平均值A2，最大值M2及M2对应的频率F2；设置判断阈值L，综合判断M1、L、A1三者之间的大小关系以及M2、L和A2三者之间的大小关系；通过上述方法可以获得感兴趣区血管的多普勒信号，进而能够提取心率信息，将不同心率的血管以不同的图像信息展示出来。

Description

一种基于心率差异的超声成像方法
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体为一种基于心率差异的超声成像方法。
背景技术
借助彩色多普勒血流成像技术，医学超声能够显示组织脏器内血液流动的方向、速度、性质等信息，比如以颜色代表血流方向(红色代表血液流向探头、蓝色代表血液远离探头)、以亮度代表血液流动速度(流速越高颜色越亮)、以色彩丰富程度代表血液流动性质(颜色均匀代表层流、五彩斑斓代表湍流或涡流)。目前尚没有能够实时显示感兴趣区内组织血流心率变化的显像方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于心率差异的超声成像方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于心率差异的超声成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采用成像帧率>50帧/s的成像方法，获得被测区域的图像，其中所述图像的数量为N幅，且N≥2；截取每幅图像中同一位置的图像信息，构成空间向量；对所述空间向量采用傅里叶变换得到所述空间向量的频谱；在所述频谱中选取第一频带和第二频带；
步骤二、计算所述第一频带幅度的平均值A1，最大值M1及M1对应的频率F1，计算所述第二频带幅度的平均值A2，最大值M2及M2对应的频率F2；
步骤三、设置判断阈值L，综合判断M1、L、A1三者之间的大小关系以及M2、L和A2三者之间的大小关系；其中，L由外部设定，取值范围在2～20。
作为本发明的优选技术方案：所述图像信息为图像的灰度值或信号强度值。
作为本发明的优选技术方案：所述空间向量，包括母体心率信息和胎儿心率信息。
作为本发明的优选技术方案：所述第一频带的带宽范围为1-2Hz，且所述第二频带的带宽范围为2-4Hz。
作为本发明的优选技术方案：当M1>L×A1时，存在母体心率，母体的心率值为F1×60；当M2>L×A2时，存在胎儿心率，胎儿的心率值为F2×60，且阈值L的默认值为2；当M1>L×A1时，存在母体心率，母体的心率值为F1×60；当M2>L×A2时，存在胎儿心率，胎儿的心率值为F2×60，且阈值L的默认值为2。
作为本发明的优选技术方案：设连续采集了N幅图像，在N幅图像中均取相同位置的点进行测量，设N幅图像中被测的位置点p的射频数据值或图像强度值为构成序列s(n)，进行傅里叶变换可得：
Figure BDA0002636463910000021
则S(k)表示为s(n)对应的频谱，上述也可对序列s(n)补零后，使序列长度为2的次方后进行快速傅里叶变换，加快处理速度；其中，e是自然指数是个常数，n代表采集的图像序号，K对应的频率序号。
采用上述技术方案，本发明的有益效果是：通过获得感兴趣区血管多普勒信号，提取心率信息，将不同心率的血管的信息以图像的方式展现出来。
附图说明
图1为空间向量获取方式的示意图；
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：首先采用高帧率的成像方法，高帧率指成像帧率>50帧/s，获得被测区域的B-mode超声图像，测量时探头保证5个母体心动周期内位置不动，将图像或射频数据进行保存。
然后对保存的图像或射频信号，截取每幅图像中同一位置的图像信息，得到对应的灰度值或信号强度值，构建空间向量；
空间向量中，包括母体心率信息和胎儿心率信息，由于母体的心率一般在60-100次/分，为1～1.7Hz，而胎儿心率一般在120-160次/分，约为2～2.6Hz二者频率存在明显的差异；对空间向量采用傅里叶变换得到的频谱；
在频谱中选取第一频带，其中第一频带的带宽范围为1-2Hz，然后计算第一频带幅度的平均值A1，最大值M1及M1对应的频率F1；频谱中选取第二频带带宽范围为2-4Hz，计算幅度的平均值A2，最大值M2及M2对应的频率F2。
设置判断阈值L，当M1>L×A1时，可认为存在母体心率，母体的心率值为F1×60。
当M2>L×A2时，可认为存在胎儿心率，胎儿的心率值为F2×60。其中，L可由外部设定，默认值为2，也可以在在2到20之间任意选取数值。
另外测量时可以多次截取每幅图像中同一位置的图像信息，均进行上述处理，得到区域内每个位置的心率值，实现准确的测量。
除此之外，该方法解决了目前多普勒血流成像只能够显示胎盘及子宫肌层微血流，无法实时显示心率差异的问题。
其中，转换的方式具体为：设连续采集了N幅图像，在N幅图像中均取相同位置的点进行测量，设N幅图像中被测的位置点p的射频数据值或图像强度值为构成序列s(n)，进行傅里叶变换可得：
Figure BDA0002636463910000041
则S(k)表示为s(n)对应的频谱，上述也可对序列s(n)补零后，使序列长度为2的次方后进行快速傅里叶变换，加快处理速度；其中，e是自然指数是个常数，n代表采集的图像序号，K对应的频率序号。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (6)

1.一种基于心率差异的超声成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：通过两种心率的差异显像，即：
采用成像帧率>50帧/s的成像方法，获得被测区域的图像，其中所述图像的数量为N幅，且N≥2；
截取每幅图像中同一位置的图像信息，构成空间向量；
对所述空间向量采用傅里叶变换得到所述空间向量的频谱；
在所述频谱中选取第一频带和第二频带；
步骤二：计算所述第一频带幅度的平均值A1，最大值M1及M1对应的频率F1，计算所述第二频带幅度的平均值A2，最大值M2及M2对应的频率F2；
步骤三：设置判断阈值L，综合判断M1、L、A1三者之间的大小关系以及M2、L和A2三者之间的大小关系；其中，L由外部设定，取值范围在2～20。
2.根据权利要求1所述的一种基于心率差异的超声成像方法，其特征在于：所述图像信息为图像的灰度值或信号强度值。
3.根据权利要求1所述的一种基于心率差异的超声成像方法，其特征在于：所述空间向量，包括母体心率信息和胎儿心率信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于心率差异的超声成像方法，其特征在于：所述第一频带的带宽范围为1-2Hz，且所述第二频带的带宽范围为2-4Hz。
5.根据权利要求4所述的一种基于心率差异的超声成像方法，其特征在于：当M1>L×A1时，存在母体心率，母体的心率值为F1×60；当M2>L×A2时，存在胎儿心率，胎儿的心率值为F2×60，且阈值L的默认值为2。
6.根据权利要求5所述的一种基于心率差异的超声成像方法，其特征在于：设连续采集了N幅图像，在N幅图像中均取相同位置的点进行测量，设N幅图像中被测的位置点p的射频数据值或图像强度值为构成序列s(n)，进行傅里叶变换可得：
Figure FDA0002636463900000021
则S(k)表示为s(n)对应的频谱，上述也可对序列s(n)补零后，使序列长度为2的次方后进行快速傅里叶变换，加快处理速度；其中，e是自然指数是个常数，n代表采集的图像序号，K对应的频率序号。
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