CN213883279U - 一种脑血流动力学分析仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种脑血流动力学分析仪器，包括探头组件，探头组件连接有接收模块，接收模块连接有滤波模块，滤波模块连接有血流检测模块，血流检测模块连接有A/D卡，A/D卡连接有多普勒信号处理模块，多普勒信号处理模块连接有图像处理模块，图像处理模块连接有计算机，计算机连接有显示模块，显示模块与图像处理模块相连；本实用新型由探头组件直接提取超声波信号，依次经过滤波处理，保证血流检测模块中连续超声波模拟信号的接收速度快，模拟信号精确度高，并且经图像处理模块、计算机处理得到的三种波形更精确的反应了患者血流速度、血流管径、血流压力的实时状态，使用效果明显，精确度高，节约时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗技术领域，特别是涉及一种脑血流动力学分析仪器。
背景技术
脑血管病是指脑部血管的各种疾病，可引起短暂或持久的局部或弥漫脑损害，导致患者残废或死亡。包括脑动脉粥样硬化、血栓形成、狭窄、闭塞、脑动脉损伤、脑动脉瘤、颅内血管畸形等。脑血管疾病里面有缺血性的疾病和出血性的疾病，共同的治疗的原则就是控制基础病，有动脉硬化、高血压、糖尿病、高脂血症、同型半胱氨酸血症等等，以及防止感染等合并症，并支持营养疗法、康复疗法、中医中药、针灸、按摩等综合措施，这是共同的治疗的原则。因此针对于该共同的治疗原则而言，治疗脑血管病需要让患者进行实时检测，对患者诊断部位的脑血管进行流动力学分析，防患于未然，因此需要准确测量脑血流动力参数，即血管管径、血流速度和血压，目前急需使用测量效果良好的脑血流动力学分析仪器。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种脑血流动力学分析仪器，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种脑血流动力学分析仪器，包括探头组件，所述探头组件连接有接收模块，所述接收模块连接有滤波模块，所述滤波模块连接有血流检测模块，所述血流检测模块连接有A/D卡，所述A/D卡连接有多普勒信号处理模块，所述多普勒信号处理模块连接有图像处理模块，所述图像处理模块连接有计算机，所述计算机连接有显示模块，所述显示模块与所述图像处理模块相连；
探头组件，用于采集诊断部位的脑血流速度、血管管径、血压，具有与表示可测定的速度、管径、压力的范围值对应的重复频率的超声波；
接收模块，用于接收根据超声波发送接收得到的信号；
滤波模块，用于对接收模块提供信号中，重复频率的超声波信号进行有效滤除；
血流检测模块，用于连续接收滤波后得到的超声波模拟信号；
A/D卡，用于将超声波模拟信号转化为数字信号；
多普勒信号处理模块，用于根据模数转换后得到的超声波数字信号，分别生成运动流体的速度、压力、管径的多普勒频谱图像；
图像处理模块，用于对多普勒信号处理模块中生成得到的三种多普勒频谱模拟信号依次进行预处理、高速处理、灰度处理、二值化处理；
计算机，用于分别采用二分法对图像处理后的三种二值化多普勒频谱图像进行多次横向分割，得到包含血流速度、管径、压力的波形下方高灰度值的区域，从分割出的区域的最后一行开始，对整个图像所有列向上遍历，识别波形边界，即得到血流速度波形、血流管径波形、血流压力波形；
显示模块，用于对计算机得到的三种波形、图像处理模块处理后得到的多普勒频谱图像进行成像。
优选的，探头组件包括多普勒超声探头和脉冲超声模块，所述多普勒超声探头连接所述脉冲超声模块的输入端，所述脉冲超声模块的输出端与接收模块通讯连接。
优选的，所述图像处理模块包括接口板、DSP板；
接口板，用于通过其图像FPGA对接收的图像进行预处理；
DSP板，用于对预处理后的图像数据进行高速处理。
优选的，所述滤波模块为低通滤波器LPF。
优选的，所述接收模块与滤波模块之间依次连接有低噪声放大器LNA和可变增益放大器VGA。
优选的，所述多普勒信号处理模块为多普勒计程仪。
本实用新型公开了以下技术效果：由探头组件直接提取超声波信号，依次经过滤波处理，保证血流检测模块中连续超声波模拟信号的接收速度快，模拟信号精确度高，并且通过模数转换后生成原始多普勒频谱图像，直接成像在显示模块上，便于观测、分析原始图像，同时经图像处理模块、计算机处理得到的血流速度波形、血流管径、血流压力更精确的反应了患者脑血流动力参数的实时状态，使用效果明显，精确度高，节约时间。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型脑血流动力学分析仪器的结构示意图；
图2为本实用新型得到的多普勒频谱图像；
图3为本实用新型滤波模块的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
为使本实用新型的上述目的、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实用新型作进一步详细的说明。
参照图1-3，本实用新型提供一种脑血流动力学分析仪器，包括探头组件，所述探头组件连接有接收模块，所述接收模块连接有滤波模块，所述滤波模块连接有血流检测模块，所述血流检测模块连接有A/D卡，所述A/D卡连接有多普勒信号处理模块，所述多普勒信号处理模块连接有图像处理模块，所述图像处理模块连接有计算机，所述计算机连接有显示模块，所述显示模块与所述图像处理模块相连；
探头组件，用于采集诊断部位的脑血流速度、血管管径、血压，具有与表示可测定的速度、管径、压力的范围值对应的重复频率的超声波；探头组件包括多普勒超声探头和脉冲超声模块，所述多普勒超声探头连接所述脉冲超声模块的输入端，所述脉冲超声模块的输出端与接收模块通讯连接。其中测量管径的探头采用A型超声探头以及KFGJ300型号的脉冲超声模块，测量血流速度的探头采用多普勒超声探头以及KFLS300型号的连续多普勒超声模块，测量血压的探头采用压力传感探头以及PT-24MX型号的压力传感模块。
接收模块，用于接收根据超声波发送接收得到的信号，接收模块的工作电压为5V，静态电流为4mA，采用超再生接收电路，接收灵敏度为-105dbm，本身不带解码集成电路，其仅为一种组件，其可以结合到任意的解码电路，使用便捷、灵活；
滤波模块，用于对接收模块提供信号中，重复频率的超声波信号进行有效滤除；所述滤波模块为低通滤波器LPF，低通滤波器LPF是用电流互感器采集直流线路上的电流，经采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为的调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制单相桥，根据技术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。这是前馈控制部分。再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。利用电容同高频阻低频，电感通低频阻高频的原理。对于需要截止的高频，利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过，对于需要的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点使它通过。
血流检测模块，用于连续接收滤波后得到的超声波模拟信号；相当于一个接受单元，与接收模块类似，用于储存、汇总、连续接收、传递模拟信号；
A/D卡(模数转换器)，用于将超声波模拟信号转化为数字信号；
多普勒信号处理模块，用于根据模数转换后得到的超声波数字信号，分别生成运动流体的速度、压力、管径的多普勒频谱图像；
图像处理模块，用于对多普勒信号处理模块中生成得到的三种多普勒频谱模拟信号依次进行预处理、高速处理、灰度处理、二值化处理；采用现有的医用超声成像设备，所述图像处理模块包括接口板、DSP板；接口板，用于通过其图像FPGA对接收的图像进行预处理；DSP板，用于对预处理后的图像数据进行高速处理，预处理后通过DSP板实现高速处理，提高图像处理步骤的效率。
计算机，用于分别采用二分法对图像处理后的三种二值化多普勒频谱图像进行多次横向分割，得到包含血流速度、管径、压力的波形下方高灰度值的区域，从分割出的区域的最后一行开始，对整个图像所有列向上遍历，识别波形边界，即得到血流速度波形、血流管径波形、血流压力波形；计算机采用高性能、低功耗嵌入式处理器，能够比以前更快速、高效地完成便携式设备的波束生成和图像处理任务。
显示模块，本体采用显示屏，用于对计算机得到的三种波形、图像处理模块处理后得到的多普勒频谱图像进行成像。
所述接收模块与滤波模块之间依次连接有低噪声放大器LNA和可变增益放大器VGA，同接收模块组成超声波系统的接收通道信号链，通过该信号链的噪声和带宽特性定义整体装置的总性能上限。另外，在耗散更低系统功率的同时，需要在更小的区域内集成更多的高性能通道。典型的手持式超声波系统可能具有约16到32条通道，而一些高端系统可能会有128条以上的通道，以获得更高的图像质量，要减少占用全部这些阵列通道的印制电路板(PCB)，重点是在模拟前端IC中集成尽可能多的通道。总系统功耗是手持式系统的另一个重要性能指标。直接将接收端电子器件集成到了探头组件中是创新的另一个方面。这样做有助于缩短探头组件中低压模拟信号源与LNAs之间的距离，从而减少信号的损耗。集成会进一步增加探针件数目，从而增强后续成像。
所述多普勒信号处理模块为多普勒计程仪，多普勒信号处理模块采用现有技术中多普勒计程仪的多普勒信号处理模块，不再赘述。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种脑血流动力学分析仪器，其特征在于：包括探头组件，所述探头组件连接有接收模块，所述接收模块连接有滤波模块，所述滤波模块连接有血流检测模块，所述血流检测模块连接有A/D卡，所述A/D卡连接有多普勒信号处理模块，所述多普勒信号处理模块连接有图像处理模块，所述图像处理模块连接有计算机，所述计算机连接有显示模块，所述显示模块与所述图像处理模块相连；
探头组件，用于采集诊断部位的脑血流速度、血管管径、血压，具有与表示可测定的速度、管径、压力的范围值对应的重复频率的超声波；
接收模块，用于接收根据超声波发送接收得到的信号；
滤波模块，用于对接收模块提供信号中，重复频率的超声波信号进行有效滤除；
血流检测模块，用于连续接收滤波后得到的超声波模拟信号；
A/D卡，用于将超声波模拟信号转化为数字信号；
多普勒信号处理模块，用于根据模数转换后得到的超声波数字信号，分别生成运动流体的速度、压力、管径的多普勒频谱图像；
图像处理模块，用于对多普勒信号处理模块中生成得到的三种多普勒频谱模拟信号依次进行预处理、高速处理、灰度处理、二值化处理；
计算机，用于分别采用二分法对图像处理后的三种二值化多普勒频谱图像进行多次横向分割，得到包含血流速度、管径、压力的波形下方高灰度值的区域，从分割出的区域的最后一行开始，对整个图像所有列向上遍历，识别波形边界，即得到血流速度波形、血流管径波形、血流压力波形；
显示模块，用于对计算机得到的三种波形、图像处理模块处理后得到的多普勒频谱图像进行成像。
2.根据权利要求1所述的脑血流动力学分析仪器，其特征在于：探头组件包括多普勒超声探头和脉冲超声模块，所述多普勒超声探头连接所述脉冲超声模块的输入端，所述脉冲超声模块的输出端与接收模块通讯连接。
3.根据权利要求1所述的脑血流动力学分析仪器，其特征在于：所述图像处理模块包括接口板、DSP板；
接口板，用于通过其图像FPGA对接收的图像进行预处理；
DSP板，用于对预处理后的图像数据进行高速处理。
4.根据权利要求1所述的脑血流动力学分析仪器，其特征在于：所述滤波模块为低通滤波器LPF。
5.根据权利要求1所述的脑血流动力学分析仪器，其特征在于：所述接收模块与滤波模块之间依次连接有低噪声放大器LNA和可变增益放大器VGA。
6.根据权利要求1所述的脑血流动力学分析仪器，其特征在于：所述多普勒信号处理模块为多普勒计程仪。
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