[发明专利]一种基于超声的血管硬度测量方法

权利要求书

1.一种基于超声的血管硬度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选择指定的取样门，确定取样门的大小和位置；

S2、采集步骤S1中取样门的射频信号，经过正交解调得到IQ信号；

S3、将取样门划分为M个子采样门；

S4、按照指定的频谱计算方法，计算步骤S3中每一个子采样门中的被求和的时间系列的频谱；

S5、对各个子采样门得到的频谱进行上下包络检测，确定有效频带区域，在有效频带区域内计算血流平均速度；

S6、根据步骤S5中得到的血流平均速度，计算血流量速度-时间曲线；

S7、根据步骤S2得到的IQ信号，采用自适应频率估计的自相关方法计算位移-时间矩阵，其中位移-时间矩阵计算公式表示为：

其中：

上述公式中Δz表示血管上下壁的位移，u表示窗口半径，l表示沿采样门方向轴的位置，c表示超声波的声度，R(0,1)_l,t表示第t个时间沿采样门方向轴向第l个位置的时间偏移1的自相关估计值，h表示位移计算窗口内的偏移游标，Conj表示取复数的共轭，R_phase(0,1)_l,t表示R(0,1)_l,t的弧度相位角，Imag表示取复数虚部，Real表示取复数实部，atan表示求反正切值，表示自适应估计的频率，f_d表示信号解调频率，f_s表示信号采样频率；

S8、根据步骤S2中IQ信号的包络计算初始血管直径，再根据血管直径得到血管横截面-时间曲线；

S9、根据步骤S8得到的血管横截面划分心动周期并计算舒张末期血管直径；

S10、根据步骤S8得到的血管横截面计算脉冲波速度；

S11、根据IQ信号的包络采用搜索的方法提取血管壁边缘并计算血管壁厚度；

S12、根据所得舒张末期血管直径、脉冲波速度和血管壁厚度，计算血管的弹性模量。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声的血管硬度测量方法，其特征在于，所述步骤S5具体过程为：用能量积分的方式分别计算上下包络，计算上包络时，从下往上在速度方向做累加，得到累积曲线，累积曲线切线趋近于0处则为上包络位置；计算下包络时，从上往下在速度方向做累加，得到累积曲线，累积曲线切线趋近于0处则为下包络位置；

计算有效频带范围的平均速度作为一个子取样门的速度，即血流平均速度，计算公式如下：

其中，表示有效频带范围的血流平均速度，up表示上包络位置，down表示下包络位置，v_i表示第i个频谱位置对应的速度，p_i表示第i个频谱位置对应的频谱能量值。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声的血管硬度测量方法，其特征在于，所述步骤S6的具体过程包括：首先假定所测血管为圆周，之后用线积分计算一个圆周面的血流量，表示为：

其中，表示血流量速度-时间曲线，k表示子采样门序号，r_k表示第k个子采样门上的血管半径，N′+N-1是总的子采样门个数，N和N′分别表示血管中心向上和向下两个方向的子采样门个数，α表示采样门与血管壁的夹角，表示第j个时间上处于第k个子采样门上的血管位置的速度。