便携式超声多普勒血流频谱分析系统设计与实现

发布时间：2020-06-19 07:02

【摘要】：心脑血管疾病是一种严重威胁人类健康的恶性疾病,其病因主要是长期的高血粘、高血脂在血管壁上(特别是颈部血管)形成血脂沉淀,造成血管堵塞和血管硬化。由于这类疾病一旦确诊很难治愈,且即使经过治疗,也有很高的复发率和严重的后遗症,因此预防和治疗同样重要。而要防止其发生,必须要及时地掌握颈部血管中的血流情况。基于此,本文根据超声多普勒原理,利用数字信号处理技术,设计出一款便携式超声多普勒血流频谱分析系统。通过分析采集到的血流超声多普勒信号,得到血流的声谱图,完成颈部血管状况的定性和定量分析。 本文首先简要介绍血流超声多普勒技术的数学模型,指出血流超声回波信号是一种窄带调频信号,其调制来自于运动的血流对超声信号反射的多普勒效应,对窄带调频信号可使用正交解调的方法进行解调,得到反映血流状况的基带信号。对基带信号进行频谱分析,最终可得到血流的声谱图。 然后本文设计出能够实现上段所述原理框架的一整套软硬件系统,详细介绍了各硬件功能模块的组成、功能及设计出发点,介绍了软件系统的性能指标并设计出改进的短时傅里叶变换算法,最后指出将所得频谱数据可视化的方法,得到用颜色值代表频率能量高低的实时显示的血流声谱图。 最后给出整个系统各功能模块和整个系统完整的测试情况,实践证明本文所实现系统工作情况良好,得到的血流声谱图直观精细,达到预计目标。虽然整个系统以4MHz连续超声多普勒为例进行分析,但系统可以在不进行更改的情况下适用于2MHz、8MHz连续多普勒超声,只需更换相应探头即可,系统做少许改进即可适用于脉冲多普勒超声方案。 本文所设计系统为颈部血管血流状况的便携准确检测提出了一条低成本的有效的技术方案,有助于偏远乡村、各类基层医院、家庭医生等用户群对中风等心脑血管疾病进行早期诊断,具有较强的实用价值和市场价值。 此外,本文的研究工作也为运用超声多普勒技术检测人体其他生理数据,如检测心脏室壁运动、孕妇的胎儿心动周期等,提供了理论依据和有效的实现方法,有很好的参考和应用价值。
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R445.1

【参考文献】

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本文编号：2720460