專利名稱：基于頻譜多普勒的運動速度測量范圍的調(diào)整方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于頻譜多普勒的運動速度測量，具體地說，涉及 基于頻譜多普勒的運動速度測量范圍的調(diào)整方法及裝置。
背景技術(shù)：
諸如血流速度的物體運動速度的測量可以通過頻語多普勒技術(shù) 來完成。
例如，當臨床醫(yī)生想要獲得有關(guān)病人的高速血流的有關(guān)信息時， 往往需要進行連續(xù)波多普勒成像。醫(yī)用超聲波診斷系統(tǒng)中的連續(xù)波
(CW)多普勒成像的基本原理是通過探頭發(fā)射超聲波信號并檢測 超聲回波信號中的多普孝^頻移4言號，然后采用譜分析的方法來計算 血流和運動組織的速度，最后用聲語圖或者音頻信號來反映，其中 聲譜圖是將血流信號以速度(或者頻移)-時間曲線顯示在直角坐 標上。
圖1示出連續(xù)波多普勒血流速度測量的聲譜圖，其中水平軸代表 時間，縱軸代表速度(或者頻移)。縱軸的正向最大值和負向最大 值分別代表朝向或者背離探頭方向血流信號的測量極限值，在連續(xù) 波多普勒成像中對應(yīng)的就是連續(xù)波多普勒信號的奈奎斯特采樣率。
圖2示出多普勒信號的處理流程。從人體返回的攜帶血流多普勒 頻移信息的回波信號Sjj在波束合成/放大單元中經(jīng)放大合成后形成射 頻回波信號Sk,射頻回波信號,&又經(jīng)正交解調(diào)單元解調(diào)并經(jīng)濾波單元 濾波得到兩路正交的多普勒頻移信號^和Sc3,多普勒頻移信號&和S(j 在模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中轉(zhuǎn)換成數(shù)字頻移序列Dj和DQ (數(shù)據(jù))，數(shù)字頻移 序列D,和D。然后在數(shù)據(jù)處理單元中被緩存和處理，之后到達多普勒
5譜分析模塊進行功率譜分析處理，最后通過圖像處理單元處理后顯 示在顯示單元上。
在許多情況下，血流速度的范圍在診斷開始之前是無法精準預(yù) 測的。因此，臨床醫(yī)生在診斷過程中往往需要根據(jù)血流的實際速度
來改變多普勒成像血流速度的范圍測量(Scale),以達到最佳的測 量效果。
當前，在連續(xù)波多普勒模式下實現(xiàn)改變速度測量范圍的方法一 般有兩種，它們都是基于對固定模數(shù)釆樣率下采樣得到的數(shù)據(jù)進行 二次采樣來實現(xiàn)的。方法一是通過對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字序列 (數(shù)據(jù))進行簡單降采樣處理來改變采樣率。方法二是對模數(shù)轉(zhuǎn)換 單元輸出的數(shù)字序列先進行補零插值的升采樣、然后再進行如方法 一所述的降采樣。
圖3示出使用降采樣技術(shù)實現(xiàn)血流速度測量范圍改變的超聲波診 斷系統(tǒng)的方框圖。當醫(yī)生需要改變血流速度測量范圍時，通過輸入 超聲波診斷一個血流速度測量范圍值，超聲波診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理 單元得到 一個降采樣因子。數(shù)據(jù)處理,單元按照這個降采樣因子對沖莫 數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)據(jù)進行降采樣處理，即對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的 數(shù)據(jù)按這個降采樣因子進行抽取或平均。以降采樣因子等于N (其中， N是正整數(shù))為例，對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的離散數(shù)字序列每隔N個數(shù) 抽取一個或者對N個數(shù)據(jù)求取平均值以組成新的數(shù)字序列，抽取的過 程可以看作是在原模擬信號上將采樣率減小到1/N的結(jié)果。以降采樣 后頻率的 一半對應(yīng)的速度值為速度-時間曲線的縱軸最大值就達到了 改變血流速度測量范圍的目的。
如上所述的那樣，現(xiàn)有技術(shù)方案中改變血流速度測量范圍一般 是通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)處理單元中對^莫數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字序 列進行降釆樣來實現(xiàn)的。 .
方法一中采樣率的改變受P艮于模數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣率。在已知超聲 波診斷系統(tǒng)中模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入時鐘的頻率是固定的，所以輸出的數(shù)字序列的采樣率是固定(或者是有限幾檔可調(diào)的)，因而這種 改變血流速度測量范圍的方法最大的缺點就是會造成血流速度測量
范圍只能是超聲波診斷系統(tǒng)最大測量范圍的1/2、 1/3、 1/4……，測 量范圍的檔位變化過于粗糙，并且對于f/2 f之間的測量范圍就無法 實現(xiàn)。
方法二中雖然也t以實現(xiàn)精細改變血流速度測量范圍，但是由 于需要先對原來的數(shù)據(jù)進行插值、濾波再降采樣處理，所以需要占 用超聲波診斷系統(tǒng)的大量資源用于后處理。例如，為了完成插值、 濾波，會占用超聲波診斷系統(tǒng)更多的資源。這樣會帶來成本、功耗 的增加。例如，在使用FPGA實現(xiàn)這種功能時，計算的工作量增加， 需要相應(yīng)地增加FPGA芯片的力見才莫，從而增加了系統(tǒng)的成本。即使 在不需要增加或改變FPGA芯片的情況下(原有FPGA處理能力有 足夠的冗余)，也同樣會或多或少的影響功耗，這對電源等系統(tǒng)的 要求就會增加，特別在便攜系統(tǒng)中，這種影響往往更加明顯。
發(fā)明內(nèi)容
勒的運動速度測量范圍的調(diào)整方法及裝置來克服。
本發(fā)明提供一種基于頻語多普勒的運動速度的測量范圍的調(diào)整 方法，包括以下步驟接收輸入的運動速度的測量范圍；提供采樣 時鐘信號，其中所述采樣時鐘信號的頻率隨所接收的測量范圍的不 同而不同；按照所述采樣時鐘信號的頻率對反映運動速度的多普勒 頻移信號進行采樣以得到所接收的測量范圍內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供一種基于頻i普多普勒的運動速度的測量范圍的調(diào) 整裝置，其中包括測量范圍輸入單元，用于接收輸入的運動速度 的測量范圍；采樣時鐘提供單元，用于提供采樣時鐘信號，其中所 述采樣時鐘信號的頻率隨所接收的測量范圍的不同而不同；數(shù)模轉(zhuǎn) 換單元，用于按照所述牟樣時4H言號的頻率對反映運動速度的多普勒頻移信號進行采樣以得到所接收的測量范圍內(nèi)的多普勒頻移數(shù) 據(jù)。
本發(fā)明還提供一種超聲波成像系統(tǒng)，其中采用了本發(fā)明的基于 頻鐠多普勒的運動速度的測量范圍的調(diào)整方法/裝置。
按照本發(fā)明的方法、裝置和系統(tǒng)，通過將現(xiàn)有技術(shù)中模數(shù)轉(zhuǎn)換 單元采用的固定頻率時鐘信號(f)改為根據(jù)所接收的測量范圍而變 化的可調(diào)頻率時鐘信號，省老了現(xiàn)有技術(shù)中的變換采樣率單元，并
且克服了現(xiàn)有技術(shù)對于f/2 ~ f之間的測量范圍無法實現(xiàn)的缺陷。
優(yōu)選地，根據(jù)所接收的測量范圍，對一個較高固定頻率的時鐘 信號進行分頻來得到上述可調(diào)頻率時鐘信號。由于只需要對較高固 定頻率的時鐘信號進行簡單的分頻處理就可以得到速度測量范圍的 精細變化，達到精確的測量效果，因此，無需占用太多資源，對電 源的要求也會相應(yīng)地降低。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說巧，其中 圖1是連續(xù)波多普勒血流速度測量的聲譜圖； 圖2是多普勒信號的處理流程圖3是使用降采樣改變血k速度測量范圍的超聲波診斷系統(tǒng)的
方框圖4是實現(xiàn)本發(fā)明的超聲波運動速度檢測系統(tǒng)的方框圖； 圖5示出了按照本發(fā)明一個實施例的基于頻譜多普勒的運動速 度的測量范圍的調(diào)整方法；
圖6A和6B示出了可用于本發(fā)明的分頻單元；以及
圖7示出現(xiàn)有技術(shù)方法一與本發(fā)明方法得到的采樣率的對比。
具體實施例方式
圖4是可以實現(xiàn)本發(fā)明的一種超聲波運動速度檢測系統(tǒng)的方框
8圖。圖4所示的超聲波運動速度檢測系統(tǒng)包含多普勒探頭，用于 接收攜帶有運動速度信息的超聲波回波信號；波束合成/放大單元， 用于對上述超聲波回波信號進行波束合成和信號放大，得到射頻回 波信號；正交解調(diào)單元，對合成后的射頻回波信號進行正交解調(diào)； 濾波單元對正交解調(diào)單元輸出的解調(diào)信號進行濾波，得到運動速度 的多普勒頻移信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，將模擬的多普勒頻移信號轉(zhuǎn)化 為數(shù)字信號；數(shù)據(jù)緩存單元，對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號進行 緩存；頻語多普勒譜分析單元,對多普勒信號進行功率譜分析，形 成聲譜圖；圖像處理單元，對聲鐠圖進行圖像化處理，形成灰度圖 像；顯示單元，用于顯示灰度圖象；測量范圍接收單元，用于接收 輸入的多普勒成像中的運動速度測量范圍；釆樣時鐘提供單元，根 據(jù)所接收的測量范圍給模數(shù)轉(zhuǎn)換單元提供相應(yīng)的采樣時鐘信號。
應(yīng)用于本發(fā)明的實施例中的多普勒探頭可以是CW多普勒變換 器陣列，它包括CW超聲波發(fā)射單元和反射CW超聲波接收單元。CW 超聲波發(fā)射單元將CW超聲波發(fā)射到感興趣的對象(例如工業(yè)流)， 被發(fā)射的CW超聲波由上述感興趣的對象散射，其中的一部分作為 回波由反射CW超聲波接收單元接收。應(yīng)用于本發(fā)明的實施例中的 多普勒探頭還可以是其他已知的可用于連續(xù)波多普勒成像的其它探 頭。
波束合成/放大單元對多普勒探頭接收的反射CW超聲波進行波 束合成，并進行放大處理，輸出射頻信號SR。應(yīng)用于本發(fā)明的實施 例中的波束合成/》丈大單元可以是已知的波束合成/放大單元。
在正交解調(diào)單元中，合成后的射頻回波信號與一對正交向量分 別相乘，以便得到諸如工業(yè)流的感興趣多普勒頻移信號。應(yīng)用于本 發(fā)明的實施例中的正交解調(diào)單元可以是任何可以實現(xiàn)上述功能的正 交解調(diào)單元。
濾波單元例如包括兩路濾波單元，分別對正交解調(diào)單元輸出的 兩個正交的解調(diào)信號進行濾波，每一路濾,波單元例如包括串接的CIC濾波器和FIR低通濾波器，用于濾除無用的信號分量，得到兩個正 交的多普勒頻移信號^和SQ。應(yīng)用于本發(fā)明的實施例中的濾波單元 可以是任何可以實現(xiàn)上述功能的濾波單元。
模數(shù)轉(zhuǎn)換單元以采樣時鐘提供單元提供的時鐘信號的頻率做為 采用頻率，對兩個正交的多普勒頻移信號Sj和S(j進行采樣，得到數(shù) 字多普勒頻移數(shù)據(jù)D,和DQ。
頻譜多普勒譜分析單元，對多普勒信號進行功率譜分析，形成 聲譜圖。應(yīng)用于本發(fā)明的實施例中的頻譜多普勒譜分析單元可以是 任何可以實現(xiàn)上述功能的正交解調(diào)單元。
圖像處理單元，對聲譜圖進行圖像化處理，形成灰度圖像供顯 示單元顯示。本發(fā)明的實施例不限于聲譜圖的顯示，還可以采用音 頻方式來再現(xiàn)運動物體的運動速度。
測量范圍接收單元，用于4妾收輸入的多普勒成像中運動速度測 量范圍。用戶將所要設(shè)定的運動速度測量范圍輸入到測量范圍接收 單元，測量范圍接收單元將對應(yīng)于用戶輸入的測量范圍的輸出信號 提供給采樣時鐘提供單元。測量范圍接收單元例如可以是鍵盤裝置， 其上設(shè)有數(shù)字/符號鍵，用戶通過數(shù)字/符號鍵輸入運動速度測量范圍 值。測量范圍接收單元也可以是其他接收裝置，例如指針輸入裝置 等。本發(fā)明的實施例中，測量范圍接收單元也可以是接收端子，運 動速度測量范圍來自外部，通過該測量范圍接收單元進入釆樣時鐘 提供單元。 ，
采樣時鐘提供單元，根據(jù)所接收的測量范圍值給模數(shù)轉(zhuǎn)換提供 相應(yīng)的時鐘信號。按照本發(fā)明的一種實施方式，采樣提供單元包括 分頻因子設(shè)置單元和分頻單元。按照一種實現(xiàn)方式，分頻因子設(shè)置 單元可以包括映射表，用于將運動速度測量范圍映射成相應(yīng)的分頻 因子M/N,其中N和M是正整數(shù)。圖6A示出一種分頻單元，該分 頻單元接收對應(yīng)于所接收的測量范圍值的分頻因子M (其中N = l) 和來自超聲波診斷系統(tǒng)的固定頻率的系統(tǒng)時鐘信號，分頻單元按照該分頻因子M對固定頻率的系統(tǒng)時鐘(頻率-f)進行分頻，并將分 頻所得的采樣時鐘信號(頻率-f/M)提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。
釆樣時鐘提供單元不限于上述結(jié)構(gòu)，例如，分頻因子設(shè)置單元 可以不在采樣時鐘提供單元中，并且，分頻因子設(shè)置單元不必包含 映射表，而是通過其他方式(例如運算單元等)實現(xiàn)運動速度測量 范圍到相應(yīng)的分頻因子的轉(zhuǎn)換。
通常，超聲波診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘一般較高(數(shù)十兆赫茲到數(shù) 百兆赫茲)，超聲波診斷系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣時鐘在各測量范圍的 精度約為數(shù)十赫茲，所以模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采樣率的精度也在數(shù)十赫 茲。而本發(fā)明的一個實施例的CW運動速度測量過程中對速度測量 范圍的要求約為數(shù)十千赫茲，因此在這個精度下可以認為滿足了在 測量中的精細變化的需求。
進一步地，采樣時鐘提供單元可包括鎖相環(huán)(PLL),以產(chǎn)生頻 率變化間隔進一步減小的采樣時鐘信號。圖6B示出一種帶有PLL的 分頻單元，超聲波診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘信號(頻率-f)作為PLL的 一個輸入信號，PLL的輸出信號分別提供給第一分頻器和第二分頻 器，第二分頻器的輸出信號作為PLL的另一個輸入信號，第一分頻 器的輸出信號作為模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采樣時鐘信號。如圖6B所示，分 頻因子為N/M，第一分頻器對輸入其中6"言號進行M分頻，第二分 頻器對輸入其中的信號進行N分頻，從第一分頻器輸出的最終采樣 時鐘信號的頻率為PN/M。，
本發(fā)明實施例的采樣時鐘提供單元可以借助FPGA (現(xiàn)場可編程 門電路)、CPLD (復(fù)雜可編程邏輯器件)、DSP (數(shù)字信號處理器)、 ASIC (專用集成電路)、單片機等器件來實現(xiàn)。
雖然本發(fā)明的一個實施例中的固定時鐘信號是超聲波運動速度 檢測系統(tǒng)中的系統(tǒng)時鐘，然而，本發(fā)明的固定時鐘不限于超聲波運 動速度檢測系統(tǒng)中的系統(tǒng)時鐘，它也可以是超聲波運動速度檢測系 統(tǒng)外部來的時鐘信號。并且，上述鎖相環(huán)電路可以位于超聲波運動速度檢測系統(tǒng)的外部，或者，上述時鐘信號提供單元可以位于超聲 波運動速度檢測系統(tǒng)的外部。
本發(fā)明的采樣時鐘提供單元不限于上述形式，例如，它還可以 是諸如可變頻率文氏電橋振蕩器，根據(jù)接收的速度測量范圍來選擇
文氏電橋振蕩器的RC參數(shù)，從而獲得相應(yīng)的輸出頻率的信號，作為 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的釆樣時鐘信號。
圖5示出了按照本發(fā)明一個實施例的基于頻譜多普勒的運動速 度的測量范圍的調(diào)整方法。在步驟Sl,接收輸入的運動速度的測量 范圍。在步驟S2,提供采樣時鐘信號，其中采樣時鐘信號的頻率隨 所接收的測量范圍的不同而不同。在步* S3,按照采樣時鐘信號的 頻率對反映運動速度的多普勒頻移信號進行采樣以得到所接收的測 量范圍內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)。我一個實施例中，步驟S2包括基于所 接收的測量范圍對固定頻率的固定時鐘信號進行分頻來得到采樣時 鐘信號。在一個實施例中，步驟S2包括基于所接收的測量范圍得到 分頻因子的步驟S21;及按照所述分頻因子對所述固定頻率的固定時 鐘信號進行分頻的步驟S22。
本發(fā)明的上述實施例不限于測量工業(yè)流的應(yīng)用，還可用于連續(xù) 波(CW)多普勒模式下可精細改變顯示血流運動速度測量范圍的超 聲波it斷系統(tǒng)和方法。
在這樣的連續(xù)波(CW)多普勒模式下可精細改變顯示血流運動 速度測量范圍的超聲波診斷系統(tǒng)中，與以往的超聲波診斷系統(tǒng)不同 的是，其連續(xù)波多普勒處理中的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的模數(shù)采樣時鐘由超 聲波診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘變頻來得到，這個由系統(tǒng)時鐘變頻得到的 采樣時鐘可以根據(jù)需要顯示的信號的速度范圍來確定。通過這樣一 個可精細變化的模數(shù)采樣時鐘可以實現(xiàn)在連續(xù)波多普勒模式下精細 改變連續(xù)波多普勒成像中血流運動速度測量的范圍。
按照本發(fā)明一個實施例的連續(xù)波(CW)多普勒沖莫式下可精細改 變顯示血流運動速度測量范圍的超聲波診斷系統(tǒng)對血流流速測量的過程按以下步驟進行
A:從超聲波探頭接收諸如血流的感興趣對象返回的超聲波回波 信號SE;對該回波信號Se迸行合成、放大處理以得到射頻信號SR;
對該射頻信號Sj^進行正交解調(diào)、濾波處理，得到血流流體的模擬多
普勒頻移信號；
B:根據(jù)超聲波診斷系統(tǒng)為模數(shù)轉(zhuǎn)換單元提供一個默認的采樣時 鐘，在這個默認的釆樣時鐘下，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將以相應(yīng)的采樣率將 解調(diào)后的模擬多普勒頻移信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字多普勒數(shù)據(jù)^和DQ;
C:對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字多普勒數(shù)據(jù)DT和DQ進行數(shù)據(jù)緩 存并把緩存的數(shù)據(jù)送往多普勒語分析單元進行頻譜分析，獲得血流 信號的聲諳圖，并通過圖像處理單元將其變換成灰階圖譜顯示出來。
D:臨床醫(yī)生可以根據(jù)這個譜圖，4定是否需要改變當前的血流 速度的測量范圍，若需要改變，刑通過測量范圍接收單元接收一個
! 國
確定的測量范圍； ，.'
E:基于所接收的測量范圍對固定時鐘信號進行分頻，并以分頻 后的信號的頻率作為采樣頻率，重復(fù)步驟C,得到醫(yī)生希望得到的譜 圖。
在前面的描述中已經(jīng)指出，在連續(xù)波多普勒血流速度測量中， 改變血流速度的測量范圍實質(zhì)上是改變對多普勒頻移信號的采樣 率。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采樣鐘是固定的，為了改 變信號的采樣率，需要對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元采樣得到的數(shù)字序列進行二 次采樣來改變血流速度的測量范圍，如果按前面提及的方法 一 那樣 只是對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)據(jù)進行簡單的降采樣處理的話，則會 導(dǎo)致血流速度測量范圍的變化過;f粗糙。例如，如果模數(shù)轉(zhuǎn)換單元 的采樣率為f,通過降采樣的方法能實現(xiàn)的實際采樣率則只能為f/2，
3/f, f/4......，這樣的測量范圍的變化過于粗糙，并且對于f/2 f之
間的測量范圍就無法實現(xiàn)。
如果需要在這種變采樣的方法基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)血流速度測量范圍的精細變化，就需要對數(shù)字信號進tt一系列復(fù)雜的處理，即如 前面提及的方法二所述的那樣對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)據(jù)先進行升 采樣然后再進行抽取。例如，假設(shè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出采樣率為f,
而當前的測量范圍需要達到(N/M)的釆樣率。那么，首先需要 對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)據(jù)進行一個補零插值處理，在每兩個數(shù)據(jù)
之間插入(N-l )個數(shù)據(jù)零。為了防止混疊，還需要進行一個低通濾 波處理。最后再進行每M個數(shù)據(jù)抽取一個的處理，從而得到所需的 采樣率P (N/M)。這個過程十分的復(fù)雜，計算量龐大，需要大量 的數(shù)字運算資源并相應(yīng)占用大量的數(shù)字器件資源，這樣會帶來成本、 功耗等的增加。
如圖4所示，相對于圖3的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的一個實施例把 現(xiàn)有技術(shù)中原先模數(shù)轉(zhuǎn)換單元采用的固定頻率時鐘信號(可以由晶 振或者其他時鐘產(chǎn)生設(shè)備提供)變換成t現(xiàn)在的根據(jù)血流的速度范 圍而變化的可調(diào)頻率時鐘信號。按照本發(fā)明的一個實施例，省去了 變換采樣率單元，增力。了一個向模數(shù)轉(zhuǎn)換單元提供不同頻率時鐘信 號的采樣時鐘提供單元。
圖7示出了現(xiàn)有技術(shù)的方法一和本發(fā)明的一個實施例可達到的 采樣率檔位精度。由于超聲波診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘通常比較高(可 達幾百兆赫茲)，通過將系統(tǒng)時鐘分頻后提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換單元使用， 可以實現(xiàn)采樣率的變化間隔更加精細化。例如，假設(shè)方法一中的才莫 數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采樣率為96KHz而超聲波診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘為 160MHz (兆赫茲)，假定血流信號的頻移最大為48KHz，根據(jù)奈奎 斯特定理，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采樣率需要96KHz。如果象現(xiàn)有技術(shù)的 方法一那樣利用降采樣的方式，所能得到的各降釆樣因子對應(yīng)的檔 位只能為96KHz、 48KHz、 16KHz、 8 KHz……。而按照本發(fā)明的一 個實施例，模數(shù)轉(zhuǎn)換單^的采樣率在不同的分頻因子下各檔位之間 的間隔可做到只有幾十赫茲，即連續(xù)波多普勒血流速度測量范圍的
檔位最小可在幾十赫茲之間變^b,這大大提高了測量的精度。當超聲波診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘信號的頻率大于160MHz時，連續(xù)波多普 勒血流速度測量范圍的檔位可能更加精細。同時，由于本發(fā)明的一 個實施例的方法只是對超聲波診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘進行簡單的分頻 處理，所以又避免了現(xiàn)有技術(shù)的方法二中大量占用超聲波診斷系統(tǒng) 的系統(tǒng)CPU資源和數(shù)字邏輯器件資源，且運算速度快、實時性好， 可降低超聲波診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)功耗。如果利用鎖相環(huán)來產(chǎn)生模數(shù)轉(zhuǎn) 換單元的采樣時鐘，頻率變化的間隔還可以進一步減小，從而實現(xiàn) 真正意義上的連續(xù)變化。
雖然以上是結(jié)合連續(xù)波多普勒成像時工業(yè)流速度測量范圍的精 細改變、超聲波診斷系統(tǒng)中連續(xù)波多普勒成像時血流速度測量范圍 的精細改變來介紹本發(fā)明，然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明同樣也適用于 進行速度檢測的其他超聲系統(tǒng)(如聲納系統(tǒng))或雷達系統(tǒng)。
以上通過特定的實施例對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本發(fā)明 并不限于上述實施例。在不脫離本發(fā)明精神的前提下，可以對本發(fā) 明進行各種修改和變更。本發(fā)明的保護范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1. 一種基于頻譜多普勒的運動速度的測量范圍的調(diào)整方法，包括以下步驟接收輸入的運動速度的測量范圍；提供采樣時鐘信號，其中所述采樣時鐘信號的頻率隨所接收的測量范圍的不同而不同；按照所述采樣時鐘信號的頻率對反映運動速度的多普勒頻移信號進行采樣以得到所接收的測量范圍內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述提供采樣時鐘信號的 步驟包括以下步驟基于所接收的測量范圍對固定頻率的固定時鐘信號進行分頻以 得到所述采樣時鐘信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述基于所接收的測量范 圍對固定頻率的固定時鐘信號進行分頻而得到所述采樣時鐘信號的 步驟包括以下步驟基于所接收的測量范圍得到分頻因子；按照所述分頻因子對所述固定頻率的固定時鐘信號進行分頻。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述按照所述分頻因子對 固定頻率的固定時鐘信號進行分f貞的步驟包括利用鎖相環(huán)和分頻器 對固定頻率的固定時鐘信號進行分頻的步驟。'
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述基于所接收的測量范 圍得到分頻因子的步驟包括基于所接收的測量范圍利用測量范圍-分 頻因子映射表得到分頻因子。
6. 如權(quán)利要求1-5中任何一項所述的方法，其中，所述多普勒 頻移信號是連續(xù)波的多普勒頻移信號。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述測量范圍是血流速度 的測量范圍。
8. —種基于頻譜多普勒的運動速度的測量范圍的調(diào)整裝置，其 中包括測量范圍接收單元，用于4矣收輸入的運動速度的測量范圍； 釆樣時鐘提供單元，用于提供采樣時鐘信號，其中所述采樣時 鐘信號的頻率隨所接收的測量范圍的不同而不同；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于按照所述采樣時鐘信號的頻率對反映運動速度的多普勒頻移信號進行采^f以得到所接收的測量范圍內(nèi)的多普 勒頻移數(shù)據(jù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述釆樣時鐘提供單元還 包括分頻單元，用于基于所接收的測量范圍對固定頻率的固定時鐘 信號進行分頻以得到所述采樣時鐘信號。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述采樣時鐘提供單元還包括分頻因子獲取單元，用于基于所接收的測量范圍得到分頻因子； 其中，所述分頻單元按照所述分頻因子對所述固定頻率的固定 時鐘信號進行分頻以得到所述采樣時鐘信號。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述采樣時鐘提供單元 還包括鎖相環(huán)，所述鎖相環(huán)和所述分頻單元被結(jié)合成按照所述分頻因 子對固定頻率的固定時鐘信號進行分頻。
12. 如權(quán)利要求11所述的《法，其中，所述分頻因子獲取單元 還包括 ；測量范圍-分頻因子映射表，所述分頻因子獲取單元基于所接收 的測量范圍利用所述測量范圍-分頻因子映射表得到分頻因子。
13. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述分頻單元通過至少 一個以下組件來實現(xiàn)FPGA、 CPLD、 DSP、 ASIC及PLL。
14. 如權(quán)利要求8-13所述的裝置，其中，所述多普勒頻移信號是連續(xù)波的多普勒頻移信號。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述測量范圍是血流速 度的測量范圍。
16. —種超聲波成像系統(tǒng)，包括權(quán)利要求8-15中任何一項所述 的基于頻鐠多普勒的運動速度的測量范圍的調(diào)整裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于頻譜多普勒的運動速度的測量范圍的調(diào)整裝置，其中包括測量范圍接收單元，用于接收輸入的運動速度的測量范圍；采樣時鐘提供單元，用于提供采樣時鐘信號，其中所述采樣時鐘信號的頻率隨所接收的測量范圍的不同而不同；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于按照所述采樣時鐘信號的頻率對反映運動速度的多普勒頻移信號進行采樣以得到所接收的測量范圍內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)。按照本發(fā)明，通過一種簡單而易實現(xiàn)的方式實現(xiàn)了基于頻譜多普勒的運動速度的測量范圍的精細變化，達到精確的測量效果。
文檔編號A61B8/06GK101461720SQ200710300809
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者奎 尤, 勇 李, 皮興俊, 銳 胡 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司