基于视在位移参数的多普勒血流速度矢量测量方法的研究

脉冲多普勒方法通过检查超声回波信号相位差而获取测量对象的速度，但由于运动物体只能在声束传播方向产生多普勒效应或信号相位差，现有的多普勒血流测量一般只能测出血流速度在声波传播方向上的分量，丢失了与声波传播方向垂直方向上的分量。.为了探讨血流的速度矢量测量方法，我们利用向量投影定理，提出视在位移概念，建立了一个新的脉冲多普勒血流速度矢量测量数学物理模型。模型中对于每个超声接收阵元，根据视在位移建立了的运动物体速度各分量与接收信号相位差之间的简洁的线性关系式。针对所有的接收阵元，这个线性关系就构成了多元一次方程组，最后采用最小二乘法求解方程组得出血流速度矢量信息。.基于视在位移概念的脉冲多普勒血流速度矢量测量方法具有较高的测量精度和抗干扰性；同时，由于数学模型为线性方程组表达形式，特别有利于简化计算并提高计算速度。

现有的多普勒血流测量一般只能测出血流速度在声波传播方向上的分量。为了探讨血流的速度矢量测量方法，我们利用向量投影定理，提出视在位移概念，建立了一个新的脉冲多普勒血流速度矢量测量数学物理模型。模型中对于每个超声接收阵元，根据视在位移建立了的运动物体速度各分量与接收信号相位差之间的简洁的线性关系式。针对所有的接收阵元，这个线性关系就构成了多元一次方程组，最后采用最小二乘法求解方程组得出血流速度矢量信息。本项目建立了Doppler计算机仿真系统和实验研究系统，验证了项目所提方法的有效性，并探讨了Doppler血流测量相关方法。研究了Doppler非线性信号的处理方法和S变换在Doppler血流中的测量方法。由于Doppler信号比器官界面反射的信号微弱的多，信噪比很低，因此信号的前期处理对于测量系统的精度影响很大。从硬件上讲现有正交滤波方法对电路性能要求很高，两路通道电性能指标要高度一致，因此电路设计和实现具有一定的难度，为此我们提出了一种基于单通道处理的新的Doppler信号电路处理方案，它有可能提高测量精度，并降低对电路的要求；从软件上讲Doppler信号信噪比提高需要新的数字信号处理方案，而我们研究的一种结合了总体经验模态分离技术和联合盲源分离技术，有可能在强干扰下把受噪音影响的Doppler信号提取出来，提高其信噪比，然后再利用我们提出的基于视在位移参数计算出血流的矢量速度。