超声多普勒血流信号的分析方法

超声多普勒技术是无损诊断血管疾病的一种重要手段,因此对超声多普勒血流信号的分析处理可以为疾病诊断提供重要依据.为了分析和处理像超声多普勒这类非平稳信号,人们对基于傅立叶变换的传统信号分析方法进行了推广乃至根本性的革命,提出并发展了一系列新的信号分析理论.本文对应用于超声多普勒血流信号分析的短时傅立叶变换、小波变换、参数模型法和Cohen类的时频分布等方法作了着重论述.     

基于小波变换估计的超声多普勒血流频谱中频带展宽及修正

利用脉冲多普勒技术检测血流时，信号的频谱带宽是诊断疾病的重要依据之一。与传统的短时傅立叶变换比较，小波变换使用了不同宽度的函数窗，具有多分辨能力，对多普勒血流信号频谱的估计可以获得更精确的时频分辨率。但是，基于小波变换的频谱带宽中仍然包含有分析窗口和信号自身非平稳性引入的误差。本研究针对小波变换中窗口宽度变化的多分辨特点，给出了窗口效应和信号非平稳性频谱均方根带宽的表达式，提出了两种修正频谱带宽中窗口和非平稳展宽误差的方法。通过对模拟多普勒信号的修正实验，两种方法都取得了很好的修正效果。     

超声多普勒血流信号的小波特征提取及分类

利用小波变换对超声多普勒血流信号的最大频率曲线进行多尺度分析， 并从时间－尺度图上提取出模极大值的变化曲线。将这种方法应用到颈动脉血流的分析中，发现：该曲线对于脑血管床正常和异常的病例具有不同的形态。通过对该曲线进行多项式拟合，并将拟合的系数作为非线性变换单元组成的前馈网络（BP网络）的输入进行分类，临床试用效果良好，表明该方法为临床诊断脑血管疾病提供了一个新的依据。     

小波变换在人体血流灌注信号分析中的应用

目的：激光多普勒血流仪测得的皮肤平均血流灌注量和血流速度等这些传统的评估微循环的参数指标在电磁场对人体微循环影响的研究中并没有得到跟其在动物实验中相似的结果。因而本研究欲利用时频分析技术寻求新的评估人体微循环的参数指标．给人体激光多普勒血流灌注信号的分析和处理提供新的思路和方法。为后续电磁场对人体微循环影响的研究奠定基础。方法：运用在低频段具有较高频率分辨率的连续小波变换将二维激光多普勒血流灌注信号转换为包含时间和频率信息的三维信号，由此可以清楚地同时观察小波变换后的小波系数在不同频段随着时间的变化情况。结果：小波变换后的小波系数在0．005Hz～2Hz频率范围内存在6个可能与微循环控制机理有关的特征峰值．峰值的幅度随着时间有所变化。结论：小波变换可作为分析人体激光多普勒血流灌注信号的一种有效工具，为后续电磁场对人体微循环影响的研究奠定基础。并且其对微弱、背景噪声强的医学信号的分析和处理提供了新的思路和方法。     

基于小波变换的离子单通道信号的分析方法

在单通道信号处理中引入尺度能量分布的概念，利用小波变换，通过提取具有特征频率的高频信号，可以在不失真的条件下将单通道信号清晰地检测出来，消除噪声干扰。本文提供的方法在离子通道信号处理中具有较普遍的意义。     

基于Morlet小波变换的EEG时频分析

Morlet小波变换是适用于EEG时频分析的一种比较成熟的方法，在国外的医学、心理学和认知神经科学研究中已被广泛使用。本文首先阐述了Morlet小波变换的基本原理和基于Morlet小波变换的时频分析方法的特点，然后利用此类方法对实际的EEG数据进行探索性的分析。     

基于自适应局部余弦变换的正交多普勒超声信号降噪方法的研究

多普勒超声信号的谱图已经被广泛用于医疗诊断。来自系统内部的噪声及外部的干扰会产生附加的频谱成分，从而影响谱图的主观分析及进一步的定量分析。为抑制噪声的影响，本文提出利用一种新的基于自适应局部余弦变换和非负Garrote取阈值的方法对正交多普勒超声信号进行降噪。首先，由正交信号提取正向和逆向血流信息；然后对其分别进行降噪；最后利用Hilbert变换进行重构得到真实信号的估计。在仿真研究中，采用平均频率波形和谱宽波形的估计精度作为性能改善的指标。结果表明这种方法优于基于小波变换的降噪方法，特别是在低信噪比情况下。     

应用小波变换进行心音三维时频分析的研究

应用小波变换分析方法,对正常人和典型心脏病人的心音数据分组进行不同尺度的小波变换,得出了综合反映心音的时间,频率和强度三维信息的彩色三维心音图,经小波变换的三维心音图更为直观详尽地反映出各组心音信号在不同时域、频域与强度范围内细节性的信息。对提取的时频参数进行分析,各组间存在显著性差异,该研究为临床心脏病诊断和辅助教学提供了一个有效的工具,为心音分析的进一步提供了基础资料与方法。     

基于小波变换的离子单通道信号的分析方法

在单通道信号处理中引入尺度能量分布的概念 ,利用小波变换 ,通过提取具有特征频率的高频信号 ,可以在不失真的条件下将单通道信号清晰地检测出来 ,消除噪声干扰。本文提供的方法在离子通道信号处理中具有较普遍的意义     

Burg算法在基于AR模型多普勒血流信号时频分析中的应用

多普勒超声血流信号是一个非平稳的高斯随机过程,其时频分布与血流的速度及其变化有密切的关系。由于假设信号在一定时间间隔内是平稳的,实际上难以获得同时具有较好的时间、频率分辨率的超声多普勒时频分布。一种估计多普勒超声血流信号时频分布的方法是基于Levinson-Durbin算法的自回归(AR)模型法。但用该算法估计出的参数的误差随时间间隔的缩短而增大。Burg提出一种递推算法,不需要计算自相关,而是用使前向与后向预测误差能量之和最小的方法求出模型的参数。我们将用两种算法估计出的多普勒时频分布及理论的时频分布进行比较,发现用Burg算法估计出的多普勒时频分布比用Levinson-Durbin递推算法估计出的多普勒时频分布更接近理论的时频分布,尤其是频率带宽性能得到了明显的改善。     

眼部血流多普勒信号的检测研究

研制以超声波为载体的电路系统,探测眼部血流多普勒信号,并进行频谱分析。硬件设计包括:信号控制、超声波发射/接收、高频放大、正交检波以及距离选通等电路;将检测信号数字化后,进行数字信号处理并绘制频谱分析图。同时,构建物理仿真模型验证系统功能;对人体正常眼组织的检测,获得眼动脉中血流信号的频谱分析图。结果表明,系统有效实现了血流流速的检测、血流方向的辨别和距离选通等功能;对人体正常眼组织检测所获得的频谱分析图中三峰双切迹状明显,与正常人体眼动脉血流参数吻合。作为专用眼科超声多普勒诊断仪的前期探索性研究,本设计能够准确的提取被测血流的多普勒频移信号,具有很好的应用前景。     

基于血流多普勒测量下肢脉搏及血压系统的设计

为实现对下肢脉搏信号进行实时、连续、无创的监测,设计了基于血流多普勒测量脉搏及血压系统.用Cignal公司生产的内部含有A/D和D/A转换的C8051单片机简化电路;将USB20C模块与单片机相连,以满足生物医学信号的高速与实时数据传输,使脉搏信号能直接显示在计算机上显示. 该系统可通过计算机上显示的脉搏信号来测量血压,克服了国普通听诊器难以听到肢体远端动脉的血流而不能用于测量肢体远端血压的缺点.     

高通滤波器对多普勒血流信号的影响

在绝大多数连波多普勒血流测量系统中，通常采用一个高通滤波器来滤除由固定目标和血管壁产生的强反射信号。本文从理论上推导出引入高通滤波器会导致血流平均速率估值偏高。     

全数字超声多普勒血流测量系统研究

传统超声多普勒血流测量仪器使用模拟电路来完成信号采集与解调处理,此类系统容易受外界电磁环境、温度变化等因素的干扰,也难以运用现代信号处理技术来实现更高级的检测功能,例如多深度检测、功率M型多普勒血流成像以及编码激励成像等。本研究设计了一种全数字的超声多普勒血流信号采集处理系统,结合经典的自相关技术,实现了多深度检测和功率M型多普勒血流成像,并采用2周期基础码调制的13位Barker码编码激励方法,得到远高于传统方法的轴向空间分辨率。为验证该系统的有效性,首先利用该系统对多普勒体模进行检测实验研究,证明该系统能有效提高轴向空间分辨率;然后通过对大脑中动脉、前动脉血流检测,表明该系统可以显示出超声波发射方向上整个深度的血流信息,有利于血管的定位和识别。     

TCD、MRA对儿童脑血管烟雾病诊断的对比研究

目的探讨经颅多普勒超声(TCD)在儿童烟雾病的特征表现并与核磁共振(MRA)对照比较其诊断价值.方法对6例由MRA确诊为烟雾病患儿的TCD检查资料比较分析.结果 6例患者TCD获得的检测结果具有一定的特征性,TCD所测出的病变血管与MRA证实的病变部位基本符合. TCD与MRA对照分析结果:①MRA显示血管狭窄,TCD均见相应动脉血流速度增快;②MRA显示血管严重狭窄,TCD显示该血管血流速度减慢、血流频谱降低或无血流信号;③椎动脉系统因其与颈内动脉系统由后交通动脉相连,当颈内动脉系统出现狭窄闭塞,椎动脉系统血流代偿性增快,也为TCD所证实.结论 TCD作为一种无创的检查手段,可以对烟雾病患者的脑血流进行追踪观察.对于烟雾病的早期诊断,具有重要的临床意义,并且具有明显优势.     

TCD、MRA对儿童脑血管烟雾病诊断的对比研究

目的 探讨经颅多普勒超声（TCD）在儿童烟雾病的特征表现并与核磁共振（MRA）对照比较其诊断价值。方法 对6例由MRA确诊为烟雾病患儿的TCD检查资料比较分析。结果 6例患者TCD获得的检测结果具有一定的特征性，TCD所测出的病变血管与MRA证实的病变部位基本符合，TCD与MRA对照分析结果：①MRA显示血管狭窄，TCD均见相应动脉血流速度增快；②MRA显示血管严重狭窄，TCD显示该血管血流速度减慢、血流频谱降低或无血流信号；③椎动脉系统因其与颈内动脉系统由后交通动脉相连，当颈内动脉系统出现狭窄闭塞，椎动脉系统血流代偿性增快，也为TCD所证实。结论 TCD作为一种无创的检查手段，可以对烟雾病患者的脑血流进行追踪观察，对于烟雾病的早期诊断，具有重要的临床意义，并且具有明显优势。