[发明专利]一种超声经颅多普勒血流分析系统、方法及存储介质

权利要求书

1.一种超声经颅多普勒血流分析系统，其特征在于：包括，

超声探头，用于采集早产儿颅内血流信号、早产儿颅内血液流动图像、早产儿颅内血管内径；

预处理模块，对超声探头采集的早产儿颅内血流信号采用小波变换技术进行降噪处理，然后对降噪处理后的早产儿颅内血流信号进行多普勒变换得到早产儿颅内血流速度；超声探头测量得到的早产儿颅内血管内径通过拉普拉斯变换得到血管壁张力；

处理模块，构建早产儿颅内血管的三维几何模型，并根据早产儿颅内血管的三维几何模型构建早产儿颅内血流特征模型，并采用血流模拟技术得到早产儿颅内血流速度标准区间；

将多普勒变换得到早产儿颅内血流速度和拉普拉斯变换得到血管壁张力导入血流模拟中，得到不同状态下的早产儿颅内血流速度，再将不同状态下的早产儿颅内血流速度导入到早产儿颅内血流特征模型通过调优算法获得早产儿颅内血流速度标准值来组成早产儿颅内血流速度标准区间，最后经处理模块输出早产儿颅内血流速度实际值；

其中，早产儿颅内血流特征模型通过调优算法得到早产儿颅内血流速度标准值表达式如下：

；

其中，为早产儿颅内血液密度，为不同状态下的早产儿颅内血流速度，为时间，建立以为血流运动过程中的坐标轴，其中表示血流在空间坐标轴中的横轴方向位移，为早产儿颅内血管出口压力，为早产儿颅内血液粘度系数，为被检测部位颅内血管的出口压力速度和涡流速度的比值，涡流速度取值为1.0，为早产儿颅内血液粘度随时间变化的速率，为早产儿颅内血流标准值；

表示不同状态下的早产儿颅内血流速度随时间变化率，表示不同状态下的早产儿颅内血流加速度， 表示血管入口压力对血流在空间坐标轴中的横轴方向位移的变化率，表示早产儿颅内血流速度标准值在沿方向上的空间变化率求导，表示早产儿颅内血流速度标准值在方向上的变化， 表示早产儿颅内血流速度标准值关于轴的变化率；

对比模块，早产儿颅内血流速度实际值与早产儿颅内血流速度标准区间进行对比，得到早产儿颅内血流实际情况及身体健康状况；

输出模块，输出早产儿颅内血流实际情况及身体健康状况。

2.如权利要求1所述的一种超声经颅多普勒血流分析系统，其特征在于：所述超声探头有两种工作模式，包括脉冲波模式和连续波模式；

其中，脉冲波模式采用2MHz的超声探头，当超声探头工作频率为2.0MHz时，流速测量范围不窄于20cm/s～200cm/s；

连续波模式采用4MHz的超声探头和8MHz的超声探头，当超声探头工作频率为4.0MHz时，流速测量范围不窄于10cm/s～100cm/s；当超声工作频率为8.0MHz时，流速测量范围不窄于10cm/s～50cm/s。

3.如权利要求2所述的一种超声经颅多普勒血流分析系统，其特征在于：所述预处理模块中的针对早产儿颅内血流信号采用的小波变换技术包括小波分解、小波阈值处理、小波重构。

4.如权利要求3所述的一种超声经颅多普勒血流分析系统，其征在于：所述预处理模块中针对早产儿颅内血管内径采用的拉普拉斯变换技术得到血管壁张力，方法如下：

采用超声多普勒技术，实时监测血流和血管壁运动，获取血管直径随时间的变化曲线；

根据拉普拉斯定律中血管壁张力与血管直径及血液压力之间关系，得到血管内壁张力的表达式如下：

令初始时刻血管直径为，

；

其中，是血管壁张力，是血管内压力，是血管半径。

5.如权利要求4所述的一种超声经颅多普勒血流分析系统，其特征在于：所述构建早产儿颅内血管的三维几何模型方法如下：

通过超声探头收集早产儿颅内血管数据；

对收集的早产儿颅内血管数据进行去噪处理；

通过图像处理对去噪处理后的数据进行分割，将早产儿颅内血管区域提取；

对分割后早产儿颅内血管区域提取血管轮廓；

将提取的血管轮廓转化为点云数据，即一系列的三维坐标点；

使用点云重建算法，将点云数据转化为早产儿颅内血管三维模型；

对生成的早产儿颅内血管三维模型进行优化，去除噪声；

将优化后的早产儿颅内血管三维模型与通过超声探头收集早产儿颅内血管数据进行对比和验证。