根据脉搏波多普勒超声进行的测量的制作方法

本申请涉及脉搏波多普勒超声。更具体地，本申请涉及提高根据脉搏波多普勒信号导出的测量结果的准确性。

背景技术：

1、us2020/0022676公开了一种血管内多普勒超声设备，其被配置为基于所确定的多普勒信号质量量度来控制尖端。

2、中风是全世界残疾的主要原因和死亡的第二主要原因。存在两种主要类型的中风：(1)由于出血(例如，来自头部创伤)引起的出血性；以及(2)缺血性(即，由于缺乏血流)，其占所有中风病例的大约87％。由于2018年造成157万死亡的脑血管疾病，中国尤其面临高死亡率。用于颈动脉评估的超声成像在临床实践中被广泛接受为用于中风成像的第一线筛查模态。

3、多普勒超声是颈动脉超声检查协议中的重要步骤。其提供关于颈动脉血流的血液动力学和狭窄的严重性的信息，其是缺血风险的指示符。根据脉搏波(pw)多普勒频谱导出的多普勒参数(诸如阻力指数(ri)、峰值收缩速度(psv)和舒张末期速度(edv))已经被接受为用于评价处于发生中风的高风险的患者的颈动脉血液动力学和狭窄的诊断度量。ri被计算为：

4、

5、在临床实践中，临床医师更喜欢通过对若干心动周期(通常使用3～5个周期)上的测量结果进行平均来估计ri。在pw采集期间，临床医师必须保持探头静止，并且患者必须最小化移动，以便得到良好的多普勒频谱。然而，有时所采集的频谱仍然包含由来自临床医师或患者的运动造成的低质量心动周期。此外，颈动脉成像下的对象可以具有心脏合并症，其中，心脏跳动不规则，这也将影响pw测量。在不使用常规ecg(心电图)信号的情况下根据超声多普勒数据确定不规则心跳。这是因为ecg通常在用于中风筛查的常规一般成像中不可用，而ecg通常在超声心动图检查中可用。如果临床医师在没有质量检查的情况下为关键多普勒测量设置3～5个心动周期频谱的持续时间，则常规自动pw测量工具能够包括低质量周期，这将导致不准确的测量。在一些情况下，有经验的临床医师必须手动校正它们。

6、对于右颈动脉和左颈动脉两者(包括颈总动脉(cca)、颈外动脉(eca)和颈内动脉(ica))(使用一维(1d)探头沿着横向平面或/和纵向平面扫描进行成像)，典型的颈动脉超声检查协议通常持续约10-20分钟。因此，超声医师或超声医生需要许多努力来进行这种高度重复的例程工作，其中，强烈需要新颖的自动解决方案来减少用户的工作负荷并同时提高测量准确度。

技术实现思路

1、本文公开的装置、系统和方法可以自动排除对应于与高心率变异性和/或低采集质量相关联的心动周期的频谱多普勒数据。排除可以包括从另外的参数测量中识别和/或移除频谱多普勒数据。这可能导致基于频谱多普勒数据的更可靠的参数测量。

2、本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利实施例。

3、根据本文所公开的至少一个示例，一种系统可以包括：非瞬态计算机可读存储器，其存储频谱多普勒数据；显示器；至少一个处理器，其被配置为：至少部分地基于心率变异性并且任选地基于采集质量来确定频谱多普勒数据中的多个心动周期中的个体心动周期是具有高质量还是低质量，并且基于所述确定来生成显示数据，其中，所述显示器被配置为基于所述显示数据来提供对以下各项中的一项或多项的视觉指示：所述多个心动周期中被确定为具有高质量的心动周期和所述多个心动周期中被确定为具有低质量的心动周期。

4、在一些示例中，显示器被配置为提供频谱多普勒数据作为频谱图。在一些示例中，视觉指示包括：以第一颜色来突出显示多个心动周期中被确定为具有高质量的心动周期，并且以不同于第一颜色的第二颜色来突出显示多个心动周期中被确定为具有低质量的心动周期。在一些示例中，视觉指示包括：以与多个心动周期中被确定为具有低质量的心动周期不同的颜色、不同的线宽、不同的线纹理或其组合来显示与多个心动周期中被确定为具有高质量的心动周期相关联的频谱图的部分。

5、在一些示例中，至少一个处理器还被配置为基于多个心动周期中被确定为具有高质量的心动周期来确定参数测量结果。在一些示例中，显示器还被配置为提供参数测量结果。

6、在一些示例中，所述系统还可以包括缓冲器，所述缓冲器被配置为存储额外的多普勒频谱数据，其中，当多个心动周期中的所有心动周期被确定为具有低质量时，所述至少一个处理器还被配置为至少部分地基于心率变异性并且任选地基于采集质量来确定额外的频谱多普勒数据中的多个心动周期中的个体心动周期是具有高质量还是低质量。在一些示例中，当所述缓冲器不包括额外的频谱多普勒数据时，所述至少一个处理器被配置为使所述显示器提示用户采集所述额外的频谱多普勒数据。

7、在一些示例中，所述系统还可以包括被配置为采集频谱多普勒数据的超声探头。

8、根据本文公开的至少一个示例，一种方法可以包括：至少部分地基于心率变异性并且任选地基于采集质量来确定频谱多普勒数据中的多个心动周期中的个体心动周期是具有高质量还是低质量；并且显示频谱多普勒数据和对以下各项中的一项或多项的视觉指示：多个心动周期中被确定为具有高质量的心动周期和多个心动周期中被确定为具有低质量的心动周期。

9、在一些示例中，所述方法还可以包括：基于频谱多普勒数据生成频谱图，提取频谱图的频谱包络，并且至少部分地基于频谱包络来确定频谱多普勒数据的至少部分内的多个心动周期。在一些示例中，确定多个心动周期可以包括：将自相关函数应用于谱包络，至少部分地基于自相关函数的第一非零滞后峰来确定平均心动周期持续时间，并且至少部分地基于平均心动周期持续时间来在频谱多普勒数据的部分中定位多个局部最大值和多个局部最小值，其中，多个心动周期中的个体心动周期位于多个局部最大值和局部最小值中的个体项之间。在一些示例中，定位还基于对平均心动周期的缓冲。

10、在一些示例中，基于心动周期的心率变异性与阈值的比较来确定多个心动周期中的心动周期具有低质量。在一些示例中，心动周期的心率变异性基于心动周期的持续时间与多个心动周期的平均心动周期持续时间之间的差异。

11、在一些示例中，基于心动周期的多个互相关系数与阈值的比较将多个心动周期中的心动周期确定为具有低质量。在一些示例中，所述方法还可以包括通过将心动周期与多个心动周期中的其他心动周期互相关来计算多个互相关系数。

12、在一些示例中，所述方法还可以包含基于所述多个心动周期中被确定为具有高质量的心动周期来确定参数测量结果。在一些示例中，所述方法还可以包括显示参数测量结果。在一些示例中，所述参数可以包括阻力指数、峰值收缩速度、舒张末期速度或其组合。

13、在一些示例中，频谱多普勒数据包括脉搏波频谱多普勒数据。

14、根据本文公开的至少一个示例，计算机可读介质可以编码有指令，所述指令在由系统的至少一个处理器运行时可以使所述系统执行本文公开的方法中的一个或多个。

15、参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并得到阐述。

技术特征：

1.一种系统(100)，包括：

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述显示器(138)被配置为将所述频谱多普勒数据提供为频谱图(200、608、708)。

3.根据权利要求2所述的系统(100)，

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统(100)，其中，所述至少一个处理器(172、126、160、136、140)还被配置为基于所述多个心动周期中被确定为具有高质量的心动周期来确定参数测量结果，并且其中，任选地，所述显示器(138)还被配置为提供所述参数测量结果。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统(100)，还包括缓冲器(142)，所述缓冲器被配置为存储额外的多普勒频谱数据，其中，当所述多个心动周期中的所有心动周期被确定为具有低质量时，所述至少一个处理器(172、126、160、136、140)还被配置为至少部分地基于所述心率变异性来确定所述额外的频谱多普勒数据中的多个心动周期中的个体心动周期是具有高质量还是低质量。

6.根据权利要求5所述的系统(100)，其中，当所述缓冲器(142)不包括额外的频谱多普勒数据时，所述至少一个处理器(172、126、160、136、140)被配置为使所述显示器(138)提示用户采集所述额外的频谱多普勒数据。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的系统(100)，还包括被配置为采集所述频谱多普勒数据的超声探头(112)。

8.一种方法(900)，包括：

9.根据权利要求8所述的方法(900)，还包括：

10.根据权利要求9所述的方法(900)，其中，确定所述多个心动周期包括：

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法(900)，其中，基于以下各项来确定所述多个心动周期中的心动周期具有低质量：

12.根据权利要求11所述的方法(900)，其中，当基于所述多个心动周期中的心动周期的多个互相关系数与阈值的比较来确定所述心动周期具有低质量时，所述方法还包括：

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法(900)，还包括基于所述多个心动周期中被确定为高质量的心动周期来确定(906)参数测量结果，并且任选地还包括显示(908)所述参数测量结果。

14.根据权利要求13所述的方法(900)，其中，所述参数包括阻力指数、峰值收缩速度(304)、舒张末期速度(306)或其组合。

15.一种具有指令的计算机程序产品，所述指令在由系统的至少一个处理器运行时使所述系统执行根据权利要求8至14中的任一项所述的方法。

技术总结
一种超声成像系统(100)可以自动分析脉搏波多普勒频谱图以确定高质量和低质量心动周期。基于该确定，超声成像系统(100)可以排除将低质量心动周期用于计算参数测量结果，诸如峰值收缩速度、舒张末期速度和阻力指数。在一些示例中，超声成像系统(100)可以在显示器(138)上提供对哪些心动周期被排除在测量之外的视觉指示。

技术研发人员：徐泾平,谢华,陈晋宁,C·埃里克,史卓强,佟玲,魏楸雯
受保护的技术使用者：皇家飞利浦有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/7