[发明专利]一种填充多普勒信号间隙的方法和装置及其超声成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及医用超声成像系统，尤其是涉及一种填充多普勒信号间隙的方法和装置。

背景技术

医用超声成像系统利用超声波在人体中的传播，得到人体组织和器官结构的超声波特征信息。目前的医用超声成像系统中，高压脉冲波加载在探头各阵元上，激励阵元产生高频超声波进而形成发射波束进入人体。探头各阵元接收人体组织结构散射或反射的回波，形成接收波束。超声成像系统提取超声回波中的信息，形成各种成像模式显示。

超声成像系统实时显示二维图像(B模式成像、彩色血流成像等)和频谱多普勒信息等信息。通常，临床医生在实时观察人体组织解剖结构的同时，需要同时获得其它的信息，比如某多普勒采样容积内的血流状况等信息。血流状况信息的获得有两种途径：显示器中实时显示的声谱图和扬声器中实时播放的多普勒声音信号。因此，超声成像系统需要同时工作在多种模式下。超声成像系统为了实现上述两种(或两种以上)不同成像模式的实时显示，利用了时分复用技术，为不同的成像模式分配不同的时间段，而且系统周期性地在不同模式下快速切换。以临床上常用的B+D双工模式(B模式+脉冲频谱多普勒模式)为例，系统通过控制发射脉冲的时序，实现两种模式的交替扫描。最简单的一种方法是单个B脉冲和单个多普勒脉冲交替发射，该方法最大的缺点是多普勒脉冲的重复发射频率降低，导致可检测的最大血流速度大大降低。另外一种相似的实现方法是单个B脉冲和多个多普勒脉冲交替发射，该方法虽然改善了多普勒检测最大流速的问题，但单帧B型图像的成像时间延长，二维图像的实时性受到影响。考虑到二维图像的成像质量，另一种扫描方式是成像系统在扫描完一帧二维图像后启动多普勒脉冲的发射，且多普勒脉冲的发射次数足够多，保证获得至少一条完整的多普勒功率谱谱线。由于在B模式成像的时间段，无法采集到多普勒信号，导致多普勒信号的不连续。这种不连续现象(称为间隙，即Gap)在声谱图上表现为断裂的频谱，可能导致计算机自动提取多普勒频谱参数失效；而在声音输出上则出现周期性的突然静音，使得声音输出失去临床诊断参考意义。因此，多普勒信号间隙填充技术已经成为超声成像系统必备的一项重要技术。这种技术利用信号处理的方法对间隙进行填充，使得填充后的信号在声音和频谱上都能保持很好的连续性，减小多普勒信号采集的不连续性对诊断准确性的影响。然而，如何有效地填充多普勒信号间隙一直是频谱多普勒技术应用中的一个难点。

现有技术中的一种多普勒信号间隙填充方式是基于AR模型估计的多普勒信号间隙填充方法。首先，估计间隙前、后多普勒数据的AR模型系数和激励噪声的方差，并由这些AR系数估计出模型的反射系数；然后，通过内插方法得到间隙期间的反射系数；最后，利用估计的反射系数求出对应的AR系数，并由该AR系数构造一个IIR(Infinite Impulse Response，无限冲击响应)滤波器。该方法可以获得连续的谱图和声音输出，但是当信号带宽较宽时，需要用较高阶数的AR模型进行频谱逼近，尤其是当检测到的血流信号中同时存在正、反向血流的情况下，容易导致AR模型参数估计误差偏大，从而影响了填充后谱图和声音的质量。另外，该方法很难保证间隙填充后I、Q两路数据的正交性，从而在谱图中造成镜像。

现有的另一种间隙填充方法是一种利用间隙前、后多普勒数据填充间隙的方法。该方法对间隙前、后的数据首先进行高通滤波处理，目的就是为了滤除组织和血管壁等低速信号，然后正序读出并填充间隙。间隙前半段利用间隙前面的数据填充，间隙后半段利用间隙后面的数据填充。该方法所采用的高通滤波器是经过初始化的IIR滤波器，虽然滤波器的暂态影响被大大降低，但所产生的无效数据仍达到了滤波器阶数的几倍，这意味着需要填充的间隙长度被明显扩展。另外，该方法在填充间隙过程中进行了三次拼接，而过多的拼接次数对于使用加权方法来保证拼接位置数据的连续性是不利的。

发明内容

本发明实施例提供一种多普勒信号间隙扩展小、间隙填充时拼接次数少、使得间隙填充效果更好的多普勒信号间隙填充方法及装置。

本发明实施例公开的技术方案包括：

提供一种填充多普勒信号间隙的方法，其特征在于：包括：

获取多普勒信号，所述多普勒信号中含有间隙；

对所述多普勒信号进行有限冲击响应滤波，获得滤波后的多普勒信号；

在所述滤波后的多普勒信号中，在所述间隙之前选择一预定长度的信号，并将所述预定长度的信号以经过所述预定长度的信号的后端点的轴线为轴进行对称映射，获得间隙前的映射信号；