一種測(cè)量血流橫向速度的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于超聲波技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種測(cè)量血流橫向速度的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有測(cè)量血液流速的方法主要有超聲多普勒成像原理與技術(shù)。超聲多普勒效應(yīng)是 在連續(xù)介質(zhì)中，當(dāng)波源相對(duì)與接收體（如接收儀器）運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收體所收到的波動(dòng)頻率發(fā)生 變化，不同于波源所發(fā)出的的頻率，兩者的頻差值，即所謂的頻移大小與波源同接收體相對(duì) 運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)。超聲多普勒技術(shù)通過研究接收到的超聲波與一定夾角發(fā)射的超聲波之間 產(chǎn)生的頻移，根據(jù)頻移與速度的關(guān)系，得出血液流速。但是，現(xiàn)有超聲多普勒技術(shù)有下列缺 陷：人體大部分血管與體表平行，為了實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)徑向速度測(cè)量，超聲探頭必須傾斜，由于不 同的角度（超聲波束有一定寬度）有著非常不同的徑向分量（投影），導(dǎo)致多普勒譜展寬， 影響測(cè)量準(zhǔn)確性。血管的脈動(dòng)也對(duì)多譜勒譜有貢獻(xiàn)，干擾徑向速度測(cè)量，如圖1所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)徑向血流速度測(cè)量超聲探頭必須傾斜，影響測(cè)量準(zhǔn)確 性，血管的脈動(dòng)對(duì)多譜勒譜有貢獻(xiàn)，干擾徑向速度測(cè)量的問題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，提出利用干設(shè)原理測(cè)量血流速度的裝置及方法，能夠測(cè)量血流 橫向速度，而且沒有脈動(dòng)的徑向干擾，測(cè)量精度也更加高。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種測(cè)量血流橫向速度的裝置，包括控制單元，所述控 制單元連接有超聲波發(fā)射單元和信號(hào)處理單元，超聲波接收單元與所述信號(hào)處理單元、速 度顯示單元依次連接。
[0006] 優(yōu)選的，所述超聲波發(fā)射單元包括高頻振蕩電路、功率放大電路和超聲波發(fā)射探 頭；所述控制單元通過開關(guān)控制所述高頻振蕩電路輸出余弦脈沖波；所述高頻振蕩電路的 輸出端與所述功率放大電路的輸入端相連，所述功率放大電路的輸出端與所述超聲波發(fā)射 探頭的輸入端相連。
[0007] 優(yōu)選的，所述超聲波接收單元包括兩個(gè)接收電路，所述接收電路包括依次連接的 超聲波接收探頭和低噪放大器電路；兩個(gè)低噪放大器電路分別與所述信號(hào)處理單元連接； 兩個(gè)超聲波接收探頭之間存在距離D。
[0008] 優(yōu)選的，所述的信號(hào)處理單元包括干設(shè)及速度信息提取單元W及與之連接的兩路 采樣及距離信息提取單元；所述干設(shè)及速度信息提取單元與所述速度顯示單元連接；所述 兩路采樣及距離信息提取單元分別與所述超聲波接收單元中的兩個(gè)超聲波接收探頭連接； 所述控制單元分別與所述兩路采樣及距離信息提取單元連接。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述干設(shè)及速度信息提取單元實(shí)現(xiàn)兩路基帶信號(hào)的相加或相減W 得到基帶干設(shè)信號(hào)。
[0010] 一種利用測(cè)量血流橫向速度的裝置的測(cè)量方法，包括W下步驟：
[0011] 第一步：利用測(cè)量血流橫向速度的裝置中超聲波發(fā)射單元發(fā)射出超聲波信號(hào)，信 號(hào)到達(dá)人體血液里遇到運(yùn)動(dòng)物質(zhì)后被反射，形成反射信號(hào)；
[0012] 第二步：測(cè)量血流橫向速度的裝置中超聲波接收單元中的兩個(gè)接收電路分別接收 反射信號(hào)，得到兩路接收信號(hào)；
[0013] 第Ξ步：將第二步所得兩路接收信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單元處理后得到基帶干設(shè)信 號(hào)；
[0014] 第四步：再由信號(hào)處理單元根據(jù)基帶干設(shè)信號(hào)的相位變化率提取出人體血液的橫 向速度。
[0015] 本發(fā)明工作原理：在人體皮膚表面放置超聲探頭，利用測(cè)量血流橫向速度的裝置 超聲波發(fā)射單元發(fā)射出超聲波信號(hào)，信號(hào)到血液后被反射，形成反射信號(hào)，超聲波接收單元 中的兩個(gè)接收電路分別接收反射信號(hào)，得到兩路接收信號(hào)，兩路接收信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單 元處理后得到基帶干設(shè)信號(hào)，信號(hào)處理單元根據(jù)基帶干設(shè)信號(hào)的相位變化率提取出運(yùn)動(dòng)物 體的橫向速度，得到血流橫向速度。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：通過血流橫向速度的測(cè)量，相比傳統(tǒng)的多普勒徑向速度超聲 測(cè)量，大大提高了測(cè)量精度，實(shí)現(xiàn)了更精細(xì)人體血流組織的疾病檢測(cè)；在精度和實(shí)時(shí)性方面 提高了對(duì)血流速度的檢測(cè)能力，從而提高屯、血管疾病的指示性能；由于本發(fā)明系統(tǒng)構(gòu)成及 數(shù)據(jù)處理比傳統(tǒng)方法測(cè)量血流速度要簡(jiǎn)單很多，故可W大幅降低成本。
【附圖說明】
[0017] 圖1為傳統(tǒng)超聲測(cè)量血液徑向速度示意圖；
[001引圖2為本發(fā)明超聲測(cè)量血液橫向速度示意圖；
[0019] 圖3為本實(shí)施例測(cè)量血液橫向速度的示意圖；
[0020] 圖4為本實(shí)施例兩天線所在位置為焦點(diǎn)的雙曲線簇及楠圓線簇；
[0021] 圖5為本實(shí)施例原理框圖；
[0022] 其中，1-超聲波發(fā)射單元，2-超聲波接收單元，3-信號(hào)處理單元，4-速度顯示單 元，5-控制單元；
[0023]圖6為本實(shí)施例中的余弦脈沖波發(fā)射單元的示意圖；
[0024] 圖7為本實(shí)施例中的余弦脈沖波接收單元的示意圖；
[00巧]圖8為本實(shí)施例中信號(hào)處理單元的原理框圖；
[0026] 圖9為本實(shí)施例的使用狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 通過W下詳細(xì)說明結(jié)合附圖可W進(jìn)一步理解本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。所提供的實(shí)施 例僅是對(duì)本發(fā)明方法的說明，而不W任何方式限制本發(fā)明掲示的其余內(nèi)容。
[002引 實(shí)施例1
[002引如圖5所示，本實(shí)施例的技術(shù)方案如下：一種測(cè)量血流橫向速度的裝置，包括控制 單元5,所述控制單元5連接有超聲波發(fā)射單元1和信號(hào)處理單元3,超聲波接收單元2與 所述信號(hào)處理單元3、速度顯示單元4依次連接。
[0030] 所述超聲波發(fā)射單元1包括高頻振蕩電路、功率放大電路和超聲波發(fā)射探頭；所 述控制單元5通過開關(guān)控制所述高頻振蕩電路輸出余弦脈沖波；所述高頻振蕩電路的輸出 端與所述功率放大電路的輸入端相連，所述功率放大電路的輸出端與所述超聲波發(fā)射探頭 的輸入端相連。
[0031] 所述超聲波接收單元2包括兩個(gè)接收電路，所述接收電路包括依次連接的超聲波 接收探頭和低噪放大器電路；兩個(gè)低噪放大器電路分別與所述信號(hào)處理單元3連接；兩個(gè) 超聲波接收探頭之間存在距離D。
[0032] 所述的信號(hào)處理單元3包括干設(shè)及速度信息提取單元W及與之連接的兩路采樣 及距離信息提取單元；所述干設(shè)及速度信息提取單元與所述速度顯示單元連接；所述兩路 采樣及距離信息提取單元分別與所述超聲波接收單元中的兩個(gè)超聲波接收探頭連接；所述 控制單元5分別與所述兩路采樣及距離信息提取單元連接。
[0033] 所述干設(shè)及速度信息提取單元實(shí)現(xiàn)兩路基帶信號(hào)的相加或相減W得到基帶干設(shè) 信號(hào)。
[0034] 如圖2所示，為超聲測(cè)量橫向速度示意圖。
[0035] 用本實(shí)施例裝置在人體皮膚表面放置超聲探頭，利用本實(shí)施例測(cè)量裝置的超聲波 發(fā)射單元1發(fā)射出超聲波信號(hào)，信號(hào)到血液后被反射，形成反射信號(hào)，超聲波接收單元2中 的兩個(gè)接收電路分別接收反射信號(hào)，得到兩路接收信號(hào)，兩路接收信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單元 處理后得到基帶干設(shè)信號(hào)，信號(hào)處理單元3根據(jù)基帶干設(shè)信號(hào)的相位變化率提取出運(yùn)動(dòng)物 體的橫向速度。
[0036] 如圖4所示，在離探頭很近的一段區(qū)域內(nèi)，等相位面是均勻的，干設(shè)信號(hào)的包絡(luò)是 一個(gè)定頻信號(hào)，即干設(shè)信號(hào)慢變化部分相位變化率是恒定的，運(yùn)正是裝置緊貼人體淺表血 管的情形，此時(shí)，即可由相位變化率與速度的關(guān)系得出血液橫向流速。
[0037] 如圖6所示，超聲波發(fā)射單元1包括余弦脈沖產(chǎn)生電路、功率放大電路和發(fā)射探 頭；余弦脈沖波產(chǎn)生電路的開關(guān)控制端與控制單元連接，余弦脈沖產(chǎn)生電路輸出端與功率 放大電路的輸入端相連，功率放大電路的輸出端與超聲波發(fā)射探頭的輸入端相連，在控制 單元的控