一种测量血流横向速度的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于超声波技术领域，具体设及一种测量血流横向速度的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 现有测量血液流速的方法主要有超声多普勒成像原理与技术。超声多普勒效应是 在连续介质中，当波源相对与接收体（如接收仪器）运动时，接收体所收到的波动频率发生 变化，不同于波源所发出的的频率，两者的频差值，即所谓的频移大小与波源同接收体相对 运动的速度有关。超声多普勒技术通过研究接收到的超声波与一定夹角发射的超声波之间 产生的频移，根据频移与速度的关系，得出血液流速。但是，现有超声多普勒技术有下列缺 陷：人体大部分血管与体表平行，为了实现传统径向速度测量，超声探头必须倾斜，由于不 同的角度（超声波束有一定宽度）有着非常不同的径向分量（投影），导致多普勒谱展宽， 影响测量准确性。血管的脉动也对多谱勒谱有贡献，干扰径向速度测量，如图1所示。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是解决传统径向血流速度测量超声探头必须倾斜，影响测量准确 性，血管的脉动对多谱勒谱有贡献，干扰径向速度测量的问题。
[0004] 为实现上述目的，提出利用干设原理测量血流速度的装置及方法，能够测量血流 横向速度，而且没有脉动的径向干扰，测量精度也更加高。
[0005] 本发明采用的技术方案是：一种测量血流横向速度的装置，包括控制单元，所述控 制单元连接有超声波发射单元和信号处理单元，超声波接收单元与所述信号处理单元、速 度显示单元依次连接。
[0006] 优选的，所述超声波发射单元包括高频振荡电路、功率放大电路和超声波发射探 头；所述控制单元通过开关控制所述高频振荡电路输出余弦脉冲波；所述高频振荡电路的 输出端与所述功率放大电路的输入端相连，所述功率放大电路的输出端与所述超声波发射 探头的输入端相连。
[0007] 优选的，所述超声波接收单元包括两个接收电路，所述接收电路包括依次连接的 超声波接收探头和低噪放大器电路；两个低噪放大器电路分别与所述信号处理单元连接； 两个超声波接收探头之间存在距离D。
[0008] 优选的，所述的信号处理单元包括干设及速度信息提取单元W及与之连接的两路 采样及距离信息提取单元；所述干设及速度信息提取单元与所述速度显示单元连接；所述 两路采样及距离信息提取单元分别与所述超声波接收单元中的两个超声波接收探头连接； 所述控制单元分别与所述两路采样及距离信息提取单元连接。
[0009] 进一步优选的，所述干设及速度信息提取单元实现两路基带信号的相加或相减W 得到基带干设信号。
[0010] 一种利用测量血流横向速度的装置的测量方法，包括W下步骤：
[0011] 第一步：利用测量血流横向速度的装置中超声波发射单元发射出超声波信号，信 号到达人体血液里遇到运动物质后被反射，形成反射信号；
[0012] 第二步：测量血流横向速度的装置中超声波接收单元中的两个接收电路分别接收 反射信号，得到两路接收信号；
[0013] 第Ξ步：将第二步所得两路接收信号经过信号处理单元处理后得到基带干设信 号；
[0014] 第四步：再由信号处理单元根据基带干设信号的相位变化率提取出人体血液的横 向速度。
[0015] 本发明工作原理：在人体皮肤表面放置超声探头，利用测量血流横向速度的装置 超声波发射单元发射出超声波信号，信号到血液后被反射，形成反射信号，超声波接收单元 中的两个接收电路分别接收反射信号，得到两路接收信号，两路接收信号经过信号处理单 元处理后得到基带干设信号，信号处理单元根据基带干设信号的相位变化率提取出运动物 体的横向速度，得到血流横向速度。
[0016] 本发明的有益效果：通过血流横向速度的测量，相比传统的多普勒径向速度超声 测量，大大提高了测量精度，实现了更精细人体血流组织的疾病检测；在精度和实时性方面 提高了对血流速度的检测能力，从而提高屯、血管疾病的指示性能；由于本发明系统构成及 数据处理比传统方法测量血流速度要简单很多，故可W大幅降低成本。
【附图说明】
[0017] 图1为传统超声测量血液径向速度示意图；
[001引图2为本发明超声测量血液横向速度示意图；
[0019] 图3为本实施例测量血液横向速度的示意图；
[0020] 图4为本实施例两天线所在位置为焦点的双曲线簇及楠圆线簇；
[0021] 图5为本实施例原理框图；
[0022] 其中，1-超声波发射单元，2-超声波接收单元，3-信号处理单元，4-速度显示单 元，5-控制单元；
[0023]图6为本实施例中的余弦脉冲波发射单元的示意图；
[0024] 图7为本实施例中的余弦脉冲波接收单元的示意图；
[00巧]图8为本实施例中信号处理单元的原理框图；
[0026] 图9为本实施例的使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0027] 通过W下详细说明结合附图可W进一步理解本发明的特点和优点。所提供的实施 例仅是对本发明方法的说明，而不W任何方式限制本发明掲示的其余内容。
[002引 实施例1
[002引如图5所示，本实施例的技术方案如下：一种测量血流横向速度的装置，包括控制 单元5,所述控制单元5连接有超声波发射单元1和信号处理单元3,超声波接收单元2与 所述信号处理单元3、速度显示单元4依次连接。
[0030] 所述超声波发射单元1包括高频振荡电路、功率放大电路和超声波发射探头；所 述控制单元5通过开关控制所述高频振荡电路输出余弦脉冲波；所述高频振荡电路的输出 端与所述功率放大电路的输入端相连，所述功率放大电路的输出端与所述超声波发射探头 的输入端相连。
[0031] 所述超声波接收单元2包括两个接收电路，所述接收电路包括依次连接的超声波 接收探头和低噪放大器电路；两个低噪放大器电路分别与所述信号处理单元3连接；两个 超声波接收探头之间存在距离D。
[0032] 所述的信号处理单元3包括干设及速度信息提取单元W及与之连接的两路采样 及距离信息提取单元；所述干设及速度信息提取单元与所述速度显示单元连接；所述两路 采样及距离信息提取单元分别与所述超声波接收单元中的两个超声波接收探头连接；所述 控制单元5分别与所述两路采样及距离信息提取单元连接。
[0033] 所述干设及速度信息提取单元实现两路基带信号的相加或相减W得到基带干设 信号。
[0034] 如图2所示，为超声测量横向速度示意图。
[0035] 用本实施例装置在人体皮肤表面放置超声探头，利用本实施例测量装置的超声波 发射单元1发射出超声波信号，信号到血液后被反射，形成反射信号，超声波接收单元2中 的两个接收电路分别接收反射信号，得到两路接收信号，两路接收信号经过信号处理单元 处理后得到基带干设信号，信号处理单元3根据基带干设信号的相位变化率提取出运动物 体的横向速度。
[0036] 如图4所示，在离探头很近的一段区域内，等相位面是均匀的，干设信号的包络是 一个定频信号，即干设信号慢变化部分相位变化率是恒定的，运正是装置紧贴人体浅表血 管的情形，此时，即可由相位变化率与速度的关系得出血液横向流速。
[0037] 如图6所示，超声波发射单元1包括余弦脉冲产生电路、功率放大电路和发射探 头；余弦脉冲波产生电路的开关控制端与控制单元连接，余弦脉冲产生电路输出端与功率 放大电路的输入端相连，功率放大电路的输出端与超声波发射探头的输入端相连，在控制 单元的控