專利名稱：一種超聲血流信號質(zhì)量實(shí)時(shí)分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號質(zhì)量實(shí)時(shí)分析方法，特別是時(shí)間序列復(fù)雜度分析的非線性動(dòng)力學(xué)方法，屬于信號處理中信號復(fù)雜度計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超聲血流信號作為人體生理學(xué)信號包含了大量與人體健康相關(guān)的信息，這些信息為醫(yī)生的臨床診斷提供了巨大幫助。例如，橈動(dòng)脈血液在人體手腕部位血管中的流動(dòng)產(chǎn)生，且這些血液主要來源于心臟并流經(jīng)人體各器官，因此橈動(dòng)脈血流包含了諸如血液粘稠度、血流速度和與疾病相關(guān)微觀結(jié)構(gòu)等豐富的人體器官的信息，也包含了更為豐富的人體生理和病理信息，這樣使得超聲血流信號可以用來輔助診斷和分析人體諸如膽囊、腎、胃和肺等器官的健康狀況。近年來，超聲醫(yī)學(xué)診斷與計(jì)算機(jī)不斷結(jié)合起來，通過對人體多處血管中的多普勒超聲血流信號進(jìn)行采集，提取特征，可分析人體的內(nèi)在功能、狀態(tài)及健康程度，在臨床上有著巨大的應(yīng)用前景。然而，在超聲血流信號的臨床采集過程中，由于探頭需要由醫(yī)師手工操作，探頭與血管的位置常存在一定程度的偏差及一些其它因素的影響(如病人的體動(dòng)等干擾)，所采集到的超聲血流信號質(zhì)量會(huì)有很大的波動(dòng)。而現(xiàn)有的超聲血流信號采集設(shè)備并不具備超聲血流信號質(zhì)量自動(dòng)評價(jià)功能，從而導(dǎo)致大量臨床采集到的超聲血流信號數(shù)據(jù)不能被準(zhǔn)確應(yīng)用于各類輔助診斷。此外，在以往的超聲血流信號采集過程中，只能采用人工判斷超聲血流信號質(zhì)量的好壞，但人工方法會(huì)大大降低樣本采集的效率，且沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，易受到主觀和人為因素干擾，嚴(yán)重影響了超聲血流信號輔助診斷的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了基于樣本熵的超聲血流信號質(zhì)量實(shí)時(shí)分析方法，提高獲取高質(zhì)量超聲血流信號的效率減少由于采集不當(dāng)?shù)纫蛩匾鸬臉颖緭p失，在對血管的血流信號采集過程中對獲取到的血流信號的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)評價(jià)，為后續(xù)采用超聲血流信號為疾病的輔助診斷打下基礎(chǔ)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:1、一種超聲血流信號質(zhì)量實(shí)時(shí)分析方法，首先，獲取血管中的超聲血流信號并去除噪聲；其次，對超聲血流信號做二階差分處理；然后，采用樣本熵的方法計(jì)算超聲血流信號熵值；最后，通過設(shè)置閾值(給定值)實(shí)時(shí)判斷超聲血流信號的優(yōu)劣，其具體包括以下步驟:1)首先，確定待測血管的位置，然后用筆標(biāo)記其位置并涂上超聲耦合劑，采用CBS2000經(jīng)顱多普勒血流分析儀，將探頭對準(zhǔn)血管并對準(zhǔn)好角度，獲取超聲血流圖；2)然后，將在步驟1)中獲取的超聲血流圖(亦即聲譜圖)轉(zhuǎn)化為聲譜灰度圖，然后根據(jù)該聲譜灰度圖，按照從上到下的順序逐列掃描，每一列從上到下相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)依次比較，找出第一次相鄰兩個(gè)像素值不同的點(diǎn)，并標(biāo)記這些點(diǎn)，得到用于分析的超聲血流信號;3)進(jìn)而對步驟2)所得到的超聲血流信號，采用7-level ‘db6’的小波變換處理，減少超聲血流信號的低頻漂移和高頻噪聲。其具體方法為:通過減掉小波的第7階系數(shù)來抑制波形的低頻漂移，通過減掉小波的第一階的細(xì)節(jié)系數(shù)移除高頻噪聲；4)采用下式對原始超聲血流信號做二階差分處理，X (n) = y (n+1) _2*y (n)+y (η-1)其中y(n)為原始超聲血流信號，X(η)為經(jīng)差分處理后的超聲血流信號；5)對步驟4)得到的經(jīng)差分處理過的超聲血流信號采用樣本熵的方法計(jì)算其熵值；6)通過設(shè)置閾值(給定值)判斷超聲血流信號樣本熵值，實(shí)時(shí)判斷超聲血流信號的優(yōu)劣并提高樣本采集的效率，如果樣本熵值小于給定值，則返回第I)步，如果樣本熵值大于給定值，則方法結(jié)束；其中所述步驟5)中的熵值計(jì)算方法為:I)將序列{χ⑴}按順序組成m維矢量，即:X ⑴=[χ ⑴,χ (i+Ι),..., χ (i+m-1) ] i = I, 2,..., N-m+1其中N為時(shí)間序列的長度，X⑴為要比較的時(shí)間序列，m為要比較的時(shí)間序列長度；2)定義X(i)與X(j)間的距離d[X(i)，X(j)]為:X⑴與X(j)序列間對應(yīng)元素中差值最大的一個(gè)，即:
權(quán)利要求
1.一種超聲血流信號質(zhì)量實(shí)時(shí)分析方法，其特征在于:首先，獲取血管中的超聲血流信號并去除噪聲；其次，對超聲血流信號做二階差分處理；然后，采用樣本熵的方法計(jì)算超聲血流信號熵值；最后，通過設(shè)置閾值實(shí)時(shí)判斷超聲血流信號的優(yōu)劣，其具體包括以下步驟: 1)首先，確定待測血管的位置，然后用筆標(biāo)記其位置并涂上超聲耦合劑，采用CBS2000經(jīng)顱多普勒血流分析儀，將探頭對準(zhǔn)血管并對準(zhǔn)好角度，獲取超聲血流圖； 2)然后，將在步驟I)中獲取的超聲血流圖轉(zhuǎn)化為聲譜灰度圖，根據(jù)該聲譜灰度圖，按照從上到下的順序逐列掃描，每一列從上到下相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)依次比較，找出第一次相鄰兩個(gè)像素值不同的點(diǎn)，并標(biāo)記這些點(diǎn)，可以得到用于分析的超聲血流信號； 3)對于步驟2)所得到的超聲血流信號，采用7-level‘db6’的小波變換處理，減少混雜在超聲血流信號中的低頻漂移和高頻噪聲。其具體方法為:通過減掉小波的第7階系數(shù)來抑制波形的低頻漂移，通過減掉小波的第一階的細(xì)節(jié)系數(shù)移除高頻噪聲； 4)采用下式對原始超聲血流信號做二階差分處理，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲血流信號質(zhì)量實(shí)時(shí)分析方法，其特征在于:所述步驟5)中的熵值計(jì)算方法為: 1)將序列Ix(i)}按順序組成m維矢量，SP:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲血流信號質(zhì)量實(shí)時(shí)分析方法，其特征在于:所述步驟6)中的閾值為0.4。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲血流信號質(zhì)量實(shí)時(shí)分析方法，在超聲血流信號的采集過程中，由于探頭與血管的位置之間通常存在定位偏差及其它因素的影響，所采集到的超聲血流信號質(zhì)量波動(dòng)極大。本發(fā)明主要采用樣本熵的方法評價(jià)超聲血流信號的質(zhì)量首先，獲取血管中的超聲血流信號并去除噪聲；其次，對超聲血流信號做一階和二階差分處理；然后，采用樣本熵的方法計(jì)算超聲血流信號熵值；最后，通過設(shè)置閾值實(shí)時(shí)判斷超聲血流信號的優(yōu)劣。本發(fā)明具有對超聲血流信號的質(zhì)量評估準(zhǔn)確，同時(shí)兼顧高效快速等特點(diǎn)，適用于對各類超聲血流信號的實(shí)時(shí)評價(jià)。
文檔編號A61B8/06GK103099642SQ20131004219
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者左旺孟, 劉磊, 張宏志, 侯山鵬, 張壘磊, 石堅(jiān) 申請人:左旺孟, 張宏志, 劉磊, 侯山鵬, 石堅(jiān), 張壘磊