医学超声中的无混叠的频谱多普勒包络跟踪的制作方法

背景技术：

1、本实施例涉及多普勒模式(例如，频谱)成像。通过在某个位置处发射多个脉冲(例如，脉冲波(pw))，生成多普勒响应。对于频谱多普勒，单个空间区域的对象运动或流动的频谱被估计并显示为时间的函数。频谱多普勒超声成像针对选通(gate)提供作为速度值(垂直轴)的频谱的图像，该速度值通过作为时间(水平轴)的函数的能量进行调制。频谱可以用于研究患者体内的流体流动或组织运动。

2、频谱多普勒可能遭受混叠。如果存在频谱混叠，则可能会错误显示包络。在存在频谱混叠的频谱包络跟踪中，跟踪将不能正确地跟随峰值。相反，根据频谱带宽和信噪比(snr)，在奈奎斯特、基线或两者之间的任何位置对轨迹进行修剪。虽然有时可以用基线偏移来校正混叠，但即使采样频率小于最大多普勒偏移，校正也不总是可能的。这是因为用于跟踪的搜索范围通常固定在由基线位置确定的奈奎斯特极限处。

技术实现思路

1、作为介绍，下面描述的优选实施例包括用于频谱多普勒成像的方法、系统、计算机可读介质和指令。用于跟踪频谱包络的搜索范围是动态设置的。搜索包络的极限是通过频带之间的逐个频谱放置来建立的。从0到2π绘制频谱可以帮助这种搜索。该极限随时间变化，以更好地分开频带，从而使后续跟踪避免混叠。

2、在第一方面，提供了一种用于频谱多普勒成像的方法。超声系统获取表示来自范围选通的响应的样本。多普勒估计器从所述样本估计所述范围选通的随时间的频谱。频谱随时间从0到2π绘制。对于频谱中的每个频谱，在第一信号和第二信号0或2π之间标识噪声区域中的点。随时间跟踪频谱包络。跟踪由频谱的点限制。频谱包络或从频谱包络导出的信息被显示在图像中。

3、在一个实施例中，通过以脉冲重复频率发射并响应于每次重复获取样本之一来获取样本。在另一实施例中，将傅里叶变换应用于样本以进行估计。频谱中的每个频谱是时段内的作为频率的函数的能量。

4、根据一个实施例，绘制包括绘制每个频谱以在0处开始并且在2π处结束，使得负信号从2π朝向0延伸并且正信号从0朝向2π延伸。

5、在各种实施例中，通过将点定位在第一信号与第二信号0或2π之间的中间来标识点；在所述频谱中搜索具有所述第一信号的频带和具有所述第二信号的频带，以及(1)当在所述搜索中找到所述第二信号时，将点定位在所述第一信号与所述第二信号之间的噪声区域中，或者(2)当没有找到所述第二信号时，将点定位在所述第一信号与0或2π之间的噪声区域中；从所述频谱中的至少一些频谱确定噪声水平，并且使用所述噪声水平来搜索所述第一信号和所述第二信号；和/或随时间定位边界，该边界由频谱的点形成并相对于0和2π变化。

6、在另一实施例中，跟踪包括定位具有所述噪声区域的所述第一信号的边缘以及定位具有所述噪声区域的所述第二信号的边缘，所述边缘的定位是随时间的，并且所述边缘是所述频谱包络。在又一个实施例中，跟踪包括针对所述噪声区域延伸到0或2π的频谱以及所述噪声区域不延伸到0或2π的第一信号或第二信号使用0或2π。作为另一实施例，跟踪包括在0与所述频谱的点之间将所述第一信号跟踪为正信号，并且在2π与所述频谱的点之间将所述第二信号跟踪为负信号。

7、根据一个实施例，显示包括显示所述频谱包络，其中在基线之上为正并且在基线之下为负。作为另一实施例，显示包括显示所述信息，所述信息基于所述频谱包络的峰值速度。

8、在第二方面，提供了一种用于频谱多普勒成像的方法。超声系统获取表示来自范围选通的响应的样本。多普勒估计器从所述样本估计所述范围选通的随时间的频谱。频谱从0到2π随时间绘制。基于从0到2π绘制的频谱随时间检测正和/或负频谱包络。在图像中显示频谱包络或从频谱包络导出的信息。

9、在一个实施例中，绘制包括绘制每个频谱以在0处开始并且在2π处结束，使得负信号从2π朝向0延伸并且正信号从0朝向2π延伸。在一个实施例中，检测包括设置沿0到2π逐个频谱变化的边界，以及在所述边界的一侧上搜索正频谱包络并且在所述边界的另一侧上搜索负频谱包络。根据另一实施例，设置所述边界包括在不同频带的信号之间的中间设置所述边界，其中使用0或2π代替所述频带中没有信号的频谱的信号。

10、在第三方面，提供了一种用于频谱多普勒成像的系统。波束形成器被配置成以响应于速度标度而建立的脉冲重复间隔对选通进行采样。多普勒估计器被配置成从选通的采样生成多个频谱。信号处理器被配置成标识两个频带或频带之一与0和2π之间的噪声区域中的线，该线随时间按所述频谱中的逐个频谱而变化，并且通过该线限制对频谱的频谱包络的搜索。显示器被配置成显示频谱包络或从频谱包络导出的信息。

11、作为一个实施例，信号处理器被配置成从0到2π绘制频谱，使得两个频带中的一个是通过2π，并且两个频带中的另一个是通过0，并且从频谱中标识在噪声区域中绘制的线。在又一个实施例中，信号处理器被配置成将所述线逐个频谱地定位在两个频带之间的中间。

12、本发明由所附权利要求限定，并且本部分中的任何内容都不应被视为对那些权利要求的限制。下面结合优选实施例讨论本发明的其他方面和优点。

技术特征：

1.一种用于频谱多普勒成像的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中获取包括以脉冲重复频率发射并且响应于每次重复而获取样本中的一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中估计包括对所述样本应用傅里叶变换，所述频谱中的每个频谱包括时段内的作为频率的函数的能量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中绘制包括绘制每个频谱以在0处开始并且在2π处结束，使得负信号从2π朝向0延伸并且正信号从0朝向2π延伸。

5.根据权利要求1所述的方法，其中标识包括将点定位在第一信号和第二信号0或2π之间的中间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中标识包括在所述频谱中针对具有所述第一信号的频带和具有所述第二信号的频带进行搜索，以及(1)当在所述搜索中找到所述第二信号时，将点定位在所述第一信号与所述第二信号之间的噪声区域中，或者(2)当没有找到所述第二信号时，将点定位在所述第一信号与0或2π之间的噪声区域中。

7.根据权利要求1所述的方法，其中标识包括从所述频谱中的至少一些频谱确定噪声水平，并且使用所述噪声水平来搜索所述第一信号和所述第二信号。

8.根据权利要求1所述的方法，其中标识包括随时间定位边界，所述边界由所述频谱的点形成并且相对于0和2π变化。

9.根据权利要求1所述的方法，其中跟踪包括定位具有所述噪声区域的所述第一信号的边缘以及定位具有所述噪声区域的所述第二信号的边缘，所述边缘的定位是随时间的，并且所述边缘包括所述频谱包络。

10.根据权利要求1所述的方法，其中跟踪包括针对所述噪声区域延伸到0或2π的频谱以及所述噪声区域不延伸到0或2π的第一信号或第二信号使用0或2π。

11.根据权利要求1所述的方法，其中跟踪包括在0与所述频谱的点之间将所述第一信号跟踪为正信号，并且在2π与所述频谱的点之间将所述第二信号跟踪为负信号。

12.根据权利要求1所述的方法，其中显示包括显示所述频谱包络，其中在基线之上为正并且在基线之下为负。

13.根据权利要求1所述的方法，其中显示包括显示所述信息，所述信息基于所述频谱包络的峰值速度。

14.一种用于频谱多普勒成像的方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中绘制包括绘制每个频谱以在0处开始并且在2π处结束，使得负信号从2π朝向0延伸并且正信号从0朝向2π延伸。

16.根据权利要求14所述的方法，其中检测包括设置沿0到2π逐个频谱变化的边界，以及在所述边界的一侧上搜索正频谱包络并且在所述边界的另一侧上搜索负频谱包络。

17.根据权利要求16所述的方法，其中设置所述边界包括在不同频带的信号之间的中间设置所述边界，其中使用0或2π代替所述频带中没有信号的频谱的信号。

18.一种用于频谱多普勒成像的系统，所述系统包括：

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述信号处理器被配置成从0到2π绘制所述频谱使得所述两个频带中的一个是通过2π且所述两个频带中的另一个是通过0，并且从所述频谱标识在噪声区域中绘制的所述线。

20.根据权利要求18所述的系统，其中所述信号处理器被配置成将所述线逐个频谱地定位在所述两个频带之间的中间。

技术总结对于频谱多普勒成像，用于跟踪频谱包络的搜索范围是动态设置的。搜索包络的极限是通过频带之间的逐个频谱放置来建立的。通过从0到2π绘制频谱可以帮助这种搜索。极限随时间变化，以更好地分开频带，从而使后续跟踪避免混叠。技术研发人员：王景源,韩澄宗,P·D·弗莱堡受保护的技术使用者：美国西门子医疗系统股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11