本发明涉及血液压力测量和血液压力波形分析,尤其涉及基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法及装置。
背景技术:
1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
2、基于超声造影剂微泡的次谐波辅助压力估计(shape)是一项正在进行广泛评估的无创压力测量方法。超声造影是一种通过静脉注射造影剂来增强超声影像,进而评估血液在血管和组织中灌注状况的超声成像技术。超声造影剂是一种含有直径为几微米的微气泡溶液。在超声激励下,微泡发生非线性振动,使其散射多种谐波成分的回声信号。所谓次谐波,指的是在发射频率的超声激励下超声造影回声信号中频率为的信号成分。通常情况下,超声造影回声信号中包含了基波、二次谐波、高次谐波以及次谐波和超谐波等成分,如图1所示。次谐波辅助压力评估,是以造影剂微泡作为血液压力感应器、以超声回声信号中的次谐波幅度作为量度的血管压力测量方法。该方法建立在“次谐波幅度与环境压力之间的线性负相关关系”的实验观察之上,被认为是一项具有潜在应用价值的无创测压技术。
3、超声谐波成像(又称超声二次谐波成像)技术利用回声信号中的二次谐波成分进行成像。与传统的基波成像比较,具有分辨率和对比度高、近场无伪像和远场成像质量佳等优点,因而被广泛应用于组织成像和造影成像中。二次谐波是否与次谐波一样具有“幅度与环境压力负相关”的特性,目前尚无定论。针对levovist和optison造影剂的实验研究发现,造影剂的回声信号中二次谐波幅度与环境压力之间的相关性不显著,灵敏度也远低于超谐波信号,因此后续研究较少。我们在使用单层脂质分子外壳的sonazoid造影剂的仿体实验中发现,源于sonazoid造影剂微泡的脉冲反转二次谐波幅度与环境压力之间存在显著的负相关关系,并且其测压灵敏度系数与shape相当。
4、但是以次谐波幅度作为压力量度的shape测压方法存在如下缺陷:
5、1. 次谐波的频率低于基波频率,虽有利于超声波的穿透深度,但同时也降低了其成像的空间分辨率。通常次谐波测压是在次谐波成像的基础上进行的,需要依赖于次谐波影像来确定采样框(即感兴趣的区域、roi)进行压力评估。由于空间分辨率较低,难以在次谐波影像上区分血管和周边的软组织,特别是在血管较细的场景中。这给实际应用带来困扰。
6、2. 测压的敏感度低。从实验装置得到的“次谐波幅度-压力”敏感度系数约为-。由于次谐波信号的方差大致在2db左右,较低的灵敏度不利于将该项技术应用于测压场景。目前,该项技术主要用于压力评估,例如通过在次谐波影像上的门静脉和肝静脉处分别选取roi,同步采集5-10秒的次谐波信号,通过比较次谐波信号的均值来评估门静脉压差的大小。
技术实现思路
1、本发明实施例提供一种基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,用以在二次谐波成像的基础上高效地实现压力信号测量,该方法包括:
2、向检测对象的检测血管发射两次脉冲串;其中,两次脉冲串的频率相同,相位相差180度;
3、接收第一次脉冲串对应的第一回声信号、以及第二次脉冲串对应的第二回声信号;
4、将第一回声信号与第二回声信号相加,得到第三回声信号;
5、对第三回声信号进行频谱分析,得到第三回声信号的二次谐波幅度;其中,二次谐波幅度包括:二次谐波频率对应的幅度;
6、根据第三回声信号的二次谐波幅度,确定检测血管的压力信号。
7、本发明实施例还提供一种基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定装置,用以,该装置包括:
8、脉冲串发射模块,用于向检测对象的检测血管发射两次脉冲串;其中,两次脉冲串的频率相同,相位相差180度;
9、回声信号接收模块,用于接收第一次脉冲串对应的第一回声信号、以及第二次脉冲串对应的第二回声信号;
10、第一处理模块,用于将第一回声信号与第二回声信号相加,得到第三回声信号;
11、第二处理模块,用于对第三回声信号进行频谱分析,得到第三回声信号的二次谐波幅度;其中,二次谐波幅度包括:二次谐波频率对应的幅度;
12、第三处理模块,用于根据第三回声信号的二次谐波幅度,确定检测血管的压力信号。
13、本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法。
14、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法。
15、本发明实施例还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法。
16、本发明实施例中,向检测对象的检测血管发射两次脉冲串;其中,两次脉冲串的频率相同,相位相差180度;接收第一次脉冲串对应的第一回声信号、以及第二次脉冲串对应的第二回声信号;将第一回声信号与第二回声信号相加,得到第三回声信号;对第三回声信号进行频谱分析,得到第三回声信号的二次谐波幅度;其中,二次谐波幅度包括:二次谐波频率对应的幅度;根据第三回声信号的二次谐波幅度,确定检测血管的压力信号。这样,可以在二次谐波成像的基础上高效地实现压力信号测量,并且由于二次谐波成像的空间分辨率显著优于次谐波成像,因此可以更容易地区分血管和周边组织,因此可以更加准确高效的确定血管压力信号。
1.一种基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,接收第一次脉冲串对应的第一回声信号、以及第二次脉冲串对应的第二回声信号,包括:
3.如权利要求1所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,将第一回声信号与第二回声信号相加,得到第三回声信号,包括:
4.如权利要求1所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,对第三回声信号进行频谱分析,得到第三回声信号的二次谐波幅度,包括:
5.如权利要求1所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,根据第三回声信号的二次谐波幅度,确定检测血管的压力信号,包括:
6.如权利要求5所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,根据两个采样框的二次谐波幅度差、以及测压敏感度系数,得到两个采样框处的压力差,包括:
7.如权利要求5所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,根据两个采样框的二次谐波幅度差、以及测压敏感度系数,得到两个采样框处的压力差,包括:
8.如权利要求1所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,根据第三回声信号的二次谐波幅度,确定检测血管的压力信号,包括:
9.如权利要求8所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,根据二次谐波幅度时间序列、以及测压敏感度系数,确定检测血管的压力变化波形,包括:
10. 如权利要求8所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,根据二次谐波幅度时间序列、以及测压敏感度系数,确定检测血管的压力变化波形,包括:
11.如权利要求5或8所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,采样框设置在检测血管中心位置,不与血管管壁接触;
12.如权利要求1所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,向检测对象的检测血管发射两次脉冲串,接收第一次脉冲串对应的第一回声信号、以及第二次脉冲串对应的第二回声信号,包括:
13.如权利要求1所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,向检测对象的检测血管发射两次脉冲串,接收第一次脉冲串对应的第一回声信号、以及第二次脉冲串对应的第二回声信号,包括:
14.如权利要求1所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定方法,其特征在于,脉冲串包含不少于三个周期的脉冲。
15.一种基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定装置,其特征在于,包括:
16.如权利要求15所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定装置,其特征在于,第三处理模块,具体用于根据第三回声信号得到二次谐波影像;
17.如权利要求16所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定装置,其特征在于,第三处理模块,具体用于对两个采样框的二次谐波幅度差、以及测压敏感度系数进行线性变换,得到两个采样框处的压力差。
18.如权利要求16所述的基于脉冲反转二次谐波成像的压力确定装置,其特征在于,第三处理模块,具体用于根据两个采样框的二次谐波幅度差、以及测压敏感度系数,采用二次多项式、三次多项式、高次多项式、查表插值法至少一种计算方式,得到两个采样框处的压力差。
19.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至14任一所述方法。
20.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至14任一所述方法。