基于超声多普勒声谱图的血流量测量研究

发布时间：2020-07-10 13:22

【摘要】：血流量是反映人体血流循环的一个重要参数,例如血流量测量是评估心功能不全和心血管病的重要方法、也是评估动静脉瘘成熟度过程中不可或缺的一步,更重要的是,由于缺血性脑中风的生理表现是脑血流量异常,所以大脑血管的血流量已成为脑中风风险的潜在预测因子。近年来准确无创地血流量测量一直是有关研究学者积极探索的课题。在超声领域,传统的血流量测量是通过将血管的横截面积和血流的平均速度相乘,或者将横截面积的每个面积元和该面积元处的血流速度的乘积的进行累积。但是,这两种方法都很受横截面积和血流速度的测量精度影响,所以本文提出了一种新的基于超声多普勒血流声谱图的血流量测量算法,该方法不需要测量血管的横截面积,所以本方法对于一些很难测量血管横截面积的成像位置,利用本方法可以很方便的进行血流量测量。本文主要对这个算法和超声多普勒系统进行了研究,主要的研究工作如下:1、提出了一种基于多普勒声谱图的血流量测量方法,在该方法中,血流量的大小可以用声谱图的二重积分表示,我们从理论上分析了基于多普勒血流声谱图的血流量测量算法的可行性。2、为了验证该算法的可行性和准确性,本文用SonixTouch超声系统对超声多普勒仿血流体模进行成像,对其成像之后获得的声谱图采用该算法进行研究,通过最小二乘法分析该算法的可行性,通过对系统定标获得修正系数,利用修正系数修正测量结果并计算误差,本文在体模上对比了传统血流量测量方法和本方法的准确性,最后在人体也进行实验验证该算法的可行性。3、提出了一种新的单通道Doppler信号解调方案,该方案通过线性系统信号频谱频移原理,采用一路乘法器实现Doppler信号的解调,本文将该方案用于设计的简易便携式连续波频谱多普勒系统中。本文主要进行了系统的电路模块设计,包括超声发射电路、前置放大电路、单通道解调电路、二级放大和电压提升电路、AD采集和USB传输模块等,并对各模块的可行性进行了电路仿真或实验测试,实验结果初步表明了各模块的可行性和正确性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R445.1;O426.9
【图文】：

合肥工业大学硕士学位论文块、超声接收模块和监测显示模块。超声发射模块主要是通过产生一定频率和定功率的信号激励超声发射探头的超声换能器产生超声波；而超声接收模块一包括超声接收换能器、前置放大、正交解调、低通滤波等模块，除了通过超声能器将超声波信号转换为电信号以便后续电路处理之外，还包括对超声多普勒流信号的后续处理从而获得低频的血流信号；监测显示模块则是实现对血流信的输出、显示和存储等功能，如对滤波之后的血流信号直接采用低频放大则可实现直接将多普勒血流信号通过扬声器输出，滤波之后的数据也可以进行存，而最主要的是对超声多普勒血流信号进行分析得到二维彩色血流图像或声谱显示在屏幕上，用于辅助临床医生进行临床诊断。如图 2.1 为超声多普勒系统基本结构。

2.2 SonixTouch 超声系统声谱图生成程序流程ram generation program flow chart of SonixTouchh 超声系统对工作在恒流模式下的超声多 为 SonixTouch 超声系统保存的成像结果果。与此同时，我们基于 MATLAB 按血流信号的射频数据进行处理，图 2.4 为

图 2.2 SonixTouch 超声系统声谱图生成程序流程图pectrogram generation program flow chart of SonixTouch ultrasoixTouch 超声系统对工作在恒流模式下的超声多普勒仿图 2.3 为 SonixTouch 超声系统保存的成像结果的声谱显示结果。与此同时，我们基于 MATLAB 按照上述多普勒血流信号的射频数据进行处理，图 2.4 为处理结

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本文编号：2748969