專利名稱：信號分析方法、超聲波圖像分析方法以及超聲波成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號分析方法，且特別涉及一種超聲波圖像信號的分析方法以及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在已知技術(shù)中，超聲波成像已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，例如工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)等各種不同領(lǐng)域范圍。其中，超聲波成像系統(tǒng)于醫(yī)學(xué)應(yīng)用時(shí)，可用來測量人體組織的生理特性，諸如血管或血液的流速等。其利用多普勒(Doppler)原理將超聲波能量傳送到待測的人體組織區(qū)域，再接收由待測區(qū)域反射的超聲波能量值。根據(jù)所反射的超聲波能量，超聲波成像系統(tǒng)可顯示此待測區(qū)域的二維超聲波圖像。然而，對于欲檢測血管中血液的低流速或較小血管管徑而言，其信息必須搭配特定的信號分析方法來分析待測區(qū)域所反射的超聲波能量值始可獲得。已知的信號分析方法是在頻率域中對反射的超聲波能量進(jìn)行分析。然而，此種頻率域(frequency domain)方法存在有部分缺失,不易克服。詳細(xì)而言，根據(jù)多普勒原理，當(dāng)超聲波成像系統(tǒng)將超聲波發(fā)射至待測區(qū)域內(nèi)的待檢測物質(zhì)，例如血管中的紅血球，而由該待檢測物質(zhì)反射的回波信號(echo)，其頻率會(huì)偏移，此頻率偏移量與待檢測物質(zhì)的速度在發(fā)射方向上的分量成正比。在脈沖波(pulsed wave)多普勒模式中，超聲波成像系統(tǒng)的探頭向待測區(qū)域發(fā)射一系列的短脈沖，超聲波成像系統(tǒng)所接收的反射信號可表示為二維的數(shù)據(jù)集，其中一維代表脈沖發(fā)射索引(即慢時(shí)間軸(slow time axis))，另一維則為飛行時(shí)間(即快時(shí)間軸(fast time axis))。慢軸上的信號即攜有多普勒頻移的訊息。因此，分析慢軸信號的相位即可獲得待檢測物質(zhì)的圖像信息。已知的信號分析方法通常是計(jì)算兩相鄰慢軸的自相關(guān)(selfcorrelation)函數(shù)，以估計(jì)相位偏移(Phase shift)，并據(jù)此計(jì)算待檢測物質(zhì)的速度等信息。但此已知的信號分析方法是將慢軸上的信號經(jīng)傅立葉變換(Fourier transform)后始進(jìn)行計(jì)算,也就是在頻率域中進(jìn)行信號的分析。然而，目前已知的信號分析方法存在如底下的缺失。一是多普勒信號容易受到低頻信號的干擾，例如血管壁的脈動(dòng)、心臟脈搏、呼吸或不自主運(yùn)動(dòng)。而此方法必須利用wall filter高通濾波器來濾除噪聲,始可進(jìn)行后續(xù)的分析。設(shè)計(jì)理想的高通濾波器并非易事，從而提高了頻率域分析方法的困難度。二是頻率域分析方法的核心算法-傅立葉變換，其本質(zhì)上為積分變換，時(shí)間域信號一旦經(jīng)過變換，所有的時(shí)變訊息將完全遺失。因此已知的信號分析方法無法提供實(shí)際測量情況下，特定瞬時(shí)的頻率信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種時(shí)間域(Time domain)的信號分析方法。所述信號分析方法包括如下步驟:(a)接收待分析信號。(b)利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EmpiricalMode Decomposition , EMD),以迭代方式(iterative method)對待分析信號進(jìn)行篩選(iteratively sift),以分解出至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)(intrinsic function, IMF)。(c)對本質(zhì)模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換(normalized Hilbert transform)。經(jīng)變換后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包含相位信息(phase information)。(d)利用相位處理手段來處理經(jīng)變換后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以獲得包含角頻率(angular frequency)信息的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。本發(fā)明的另一實(shí)施例提出一種超聲波圖像分析方法，其適用于超聲波成像系統(tǒng)。所述超聲波圖像分析方法包括如下步驟:(a)接收待分析信號。(b)利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，以迭代的方式對于待分析信號進(jìn)行篩選，以分解出至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。(C)對本質(zhì)模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換。經(jīng)變換后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包含相位信息。(d)利用相位處理手段來處理經(jīng)變換后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以獲得包含角頻率信息的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。(e)比對經(jīng)處理后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與相關(guān)待分析信號的超聲波圖像，以辨識超聲波圖像信息。本發(fā)明的另一實(shí)施例提出一種超聲波成像系統(tǒng)，其包括信號收發(fā)模塊、信號處理模塊以及圖像顯示模塊。信號收發(fā)模塊接收待分析信號。信號處理模塊利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，以迭代方式對待分析信號進(jìn)行篩選，以分解出至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。信號處理模塊對本質(zhì)模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換。經(jīng)變換后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包含相位信息。信號處理模塊利用相位處理手段來處理經(jīng)變換后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以獲得包含角頻率信息的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。信號處理模塊比對經(jīng)處理后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與相關(guān)待分析信號的超聲波圖像，以辨識超聲波圖像的圖像信息。圖像顯示模塊根據(jù)信號處理模塊對于待分析信號的處理結(jié)果來顯示對應(yīng)一待測區(qū)域的該超聲波圖像。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示本發(fā)明實(shí)施 例的信號分析方法步驟流程圖。圖2繪示本發(fā)明實(shí)施例的超聲波成像系統(tǒng)方塊示意圖。圖3A繪示本發(fā)明實(shí)施例的仿體的超聲波圖像。圖3B繪示圖3A的仿體的待分析信號的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。圖4A繪示本發(fā)明另一實(shí)施例的仿體的超聲波圖像。圖4B繪示圖4A的仿體待分析信號的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。主要元件符號說明100:超聲波成像系統(tǒng)110:信號收發(fā)模塊112:換能器陣列單元114:驅(qū)動(dòng)單元120:信號處理模塊122:數(shù)據(jù)處理單元124:數(shù)據(jù)分析單元130:圖像顯示模塊132:顯示屏幕200:待測區(qū)域SI 10、S120、S130、S140:信號分析方法的步驟
W1、W2:血管的大小D1、D2:血管壁與仿體表面的距離
具體實(shí)施例方式圖1繪示本發(fā)明實(shí)施例的信號分析方法的步驟流程圖。請參考圖1，本實(shí)施例的信號分析方法在時(shí)間域處理信號，以獲得時(shí)變(time-varying)的頻率信息。首先，在步驟SllO中，接收待分析信號。此待分析信號包含例如由待測區(qū)域內(nèi)的待檢測物質(zhì)所反射的慢軸(Slow time axis)信號,其包括多普勒頻移信息(doppler shift)。接著,在步驟S120中，利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，以迭代方式對待分析信號進(jìn)行篩選，以分解出多個(gè)不同頻段的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法可以參考US20100092028A1、US6901353B1等文獻(xiàn)，并不在此限。此步驟分解所得的結(jié)果包含至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。在實(shí)施例中，如果根據(jù)此至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)即可分析獲得待檢測物質(zhì)的圖像信息時(shí)，則本發(fā)明并不局限于分解出多個(gè)不同頻段的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。在步驟S130中，對不同頻段的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換。而經(jīng)變換后的各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包含相位信息。繼之，在步驟S140中，利用相位處理手段來處理經(jīng)變換后的各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以獲得包含角頻率信息的各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。在本實(shí)施例中，步驟S140的相位處理手段包括搭配曲線擬合(curve fitting)來濾除角頻率信息中的突波(surge)等噪聲，亦即角頻率跳動(dòng)信息的成分，以得到穩(wěn)定的角頻率信息。詳細(xì)而言，本實(shí)施例的相位處理手段包括對各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的相位信息進(jìn)行微分，以獲得對應(yīng)的角頻率信息。亦即，如果各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的相位信息為Ψ，角頻率信息為ω，此相位處理手段首先對各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的相位信息V進(jìn)行微分，以獲得角頻率信息ω= d￥/dt0接著，此相位處理手段利用曲線擬合(curve fitting)來濾除角頻率信息ω中的部分成分，例如突波等噪聲。簡單來說，本實(shí)施 例的信號分析方法直接分析待測區(qū)域所反射的慢軸信號，先對其進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，再利用希爾伯特變換修整所得的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的包絡(luò)線，進(jìn)而直接求出各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的相位信息，以計(jì)算其角頻率信息。此外，在一實(shí)施例中，所述信號分析方法還包括比對分析所得的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與相關(guān)待分析信號的二維圖像，以辨識二維圖像上的圖像信息，此圖像信息包含待檢測物質(zhì)的位置、大小及移動(dòng)速度。由于本實(shí)施例的信號分析方法采用時(shí)間域方法，因此其分析結(jié)果包含時(shí)變的頻率信息，可即時(shí)掌握待測區(qū)域的實(shí)際測量情況。本實(shí)施例的信號分析方法可廣泛地應(yīng)用在分析經(jīng)希爾伯特變換修整包絡(luò)線后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，并利用相位處理手段來獲得穩(wěn)定的角頻率信息，此信號分析方法并不限于任何形式的信號檢測暨處理系統(tǒng)。為更清楚地了解本發(fā)明，以下將配合附圖，以本實(shí)施例的信號分析方法應(yīng)用在超聲波成像系統(tǒng)的范例實(shí)施例來作詳細(xì)說明。圖2繪示本發(fā)明實(shí)施例的超聲波成像系統(tǒng)的方塊示意圖。請參考圖2，本實(shí)施例的超聲波成像系統(tǒng)100包括信號收發(fā)模塊110、信號處理模塊120以及圖像顯示模塊130。信號收發(fā)模塊110包括換能器陣列單元112及驅(qū)動(dòng)單元114。在此，信號收發(fā)模塊110例如包括超聲波成像系統(tǒng)100前端的超聲波探頭。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元114用以提供驅(qū)動(dòng)信號至換能器陣列單元112內(nèi)的各換能器，以觸發(fā)各該換能器將超聲波信號傳遞至待測區(qū)域200。換能器陣列單元112被觸發(fā)后產(chǎn)生超聲波信號，并發(fā)射該超聲波信號至待測區(qū)域200。待測區(qū)域200通常可為生物體組織區(qū)域或其傳輸媒介(例如:人體組織區(qū)域/動(dòng)物組織區(qū)域或是其傳輸媒介)，在本實(shí)施例中例如是血管及在其中流動(dòng)的血液。接著，由待測區(qū)域200反射出的超聲波反射波再被換能器陣列單元112所接收，以使其后的信號處理模塊120取得待測區(qū)域的原始數(shù)據(jù)，即待分析信號。在本實(shí)施例中，換能器陣列單元112在接收到待測區(qū)域200所反射的反射波之后，可將該等模擬的反射波信號變換為數(shù)字信號。換句話說，本實(shí)施例的換能器陣列單元112可還包括模擬數(shù)字變換器，用以將該等模擬的反射波信號變換為數(shù)字信號，但本發(fā)明并不限于此。在其他實(shí)施例中，模擬數(shù)字變換功能也可由驅(qū)動(dòng)單元114內(nèi)部的電路來執(zhí)行，或者由信號收發(fā)模塊110與信號處理模塊120之間的介面電路來執(zhí)行，本發(fā)明并不加以限制。接著，在本實(shí)施例中，信號處理模塊120包括數(shù)據(jù)處理單元122以及數(shù)據(jù)分析單元124。在取得待分析信號之后，數(shù)據(jù)處理單元122對待分析信號的數(shù)據(jù)進(jìn)行波束成形與聚焦操作。如前所述，換能器陣列單元112中的各換能器用以接收待測區(qū)域200反射出的反射波。對各該換能器而言，其延遲時(shí)間各不相同，因此需要一個(gè)波束成形電路來對各該反射波的圖像信號進(jìn)行不同的延遲。是以，數(shù)據(jù)處理單元122包括波束成形電路來適當(dāng)?shù)貙⑽⒎盅舆t引入到所接收的各圖像信號中，以動(dòng)態(tài)地聚焦信號，進(jìn)而產(chǎn)生出精確的待測區(qū)域二維超聲波圖像。之后，數(shù)據(jù)處理單元122將波束成形后的信號自極坐標(biāo)變換為直角坐標(biāo)，以獲得用直角坐標(biāo)來表示信號強(qiáng)度及相位的I/Q數(shù)據(jù)(I/Q data)。進(jìn)而，數(shù)據(jù)處理單元122將I/Q數(shù)據(jù)進(jìn)行格式變換，以使I/Q數(shù)據(jù)可供圖像顯示模塊130在其顯示屏幕132上顯示。在本實(shí)施例中，二維的超聲波圖像為超聲波成像系統(tǒng)100在B掃描模式下檢測待測區(qū)域200所得。另一方面，為了進(jìn)一步辨識超聲波圖像的圖像信息，本實(shí)施例的數(shù)據(jù)分析單元124利用圖1的信號分析方法對待測區(qū)域200反射`的待分析信號進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解。接著，數(shù)據(jù)分析單元124利用希爾伯特變換修整待`分析信號的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的包絡(luò)線，進(jìn)而在時(shí)間域利用前述的相位處理手段直接求出各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的相位信息，以計(jì)算其角頻率信息。之后，數(shù)據(jù)分析單元124比對經(jīng)處理后的各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與待分析信號的超聲波圖像，以辨識超聲波圖像的圖像信息。在此，待分析信號為超聲波成像系統(tǒng)100在A掃描模式下檢測待測區(qū)域200所得。超聲波圖像的圖像信息例如是生物體組織(例如:人、動(dòng)物等)中血管的位置、大小及其中血液的流速。另外，本公開的超聲波圖像的分析方法的各步驟的相關(guān)細(xì)節(jié)均可以由圖1至圖2實(shí)施例的敘述中獲致足夠的教示、建議與實(shí)施說明，因此不再贅述。另一方面，本公開例的超聲波圖像分析方法可用軟件或可編程邏輯陣列(FPGA, Field Programmable GateArray)芯片或其他軟硬件等方式來實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明并不加以限制。圖3A繪示本發(fā)明實(shí)施例的仿體(phantom)的超聲波圖像。圖3B繪示圖3A的仿體待分析信號的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。其中圖3A的橫軸表示仿體的深度，縱軸表示仿體的橫向位置；圖3B的橫軸表不仿體的橫向位置,縱軸表不仿體各頻段經(jīng)正規(guī)化(normalized)的IMF強(qiáng)度。請參考圖3A及圖3B，圖3A的仿體的超聲波圖像例如是由圖2的超聲波成像系統(tǒng)100在B掃描模式下檢測待測區(qū)域200所得，其中仿體被配置于待測區(qū)域200中可模擬活體的軟組織，因此適于體外實(shí)驗(yàn)的超聲波成像。在圖3A中，超聲波成像系統(tǒng)100的超聲波探頭對待測區(qū)域的仿體發(fā)射超聲波信號，以檢測其二維超聲波圖像。此二維超聲波圖像包括血管位置、均勻仿體介質(zhì)以及檢測時(shí)所使用的標(biāo)定點(diǎn)，其細(xì)節(jié)如圖3A所繪示。圖3B所例示的不同頻段的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，為例如通過圖1的信號分析方法處理所得的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。如前所述，利用此方法可直接在時(shí)間域中處理各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以濾除信號突波等噪聲。在本實(shí)施例中，比對圖3B的多個(gè)本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與圖3A的超聲波圖像，可辨識超聲波圖像上的血管的位置、大小及其中血液的流速。在實(shí)務(wù)操作上，超聲波成像系統(tǒng)100的探頭由例如圖3A中的左側(cè)向仿體發(fā)射超聲波信號來獲得反饋信號。因此，在圖3B中，各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)在不同介質(zhì)與界面中會(huì)產(chǎn)生信號變化值，如圖中虛線所圈之處以及兩直虛線包圍住的區(qū)域。該等虛線所圈之處即是對應(yīng)圖3A的血管壁的圖像，而兩直虛線包圍住的區(qū)域即是血管中血液流動(dòng)的區(qū)域，其中寬度Wl代表血管的大?。籇1代表血管壁與仿體表面的距離，即血管的位置。此外，根據(jù)圖3B中兩直虛線包圍住的區(qū)域的各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的強(qiáng)度也可計(jì)算出血管內(nèi)血液的流速。在本實(shí)施例中，血液的流速例如是每秒2.0毫升(2.0ml/s)。因此，利用此方法可即時(shí)的判斷淺層及深層血管的位置與大小，并且可用于判斷不同血管的流速值，以區(qū)別其種類，例如動(dòng)脈、靜脈或微血管。圖4A繪示本發(fā)明另一實(shí)施例的仿體超聲波圖像。圖4B繪示圖4A的仿體待分析信號的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。其中圖4A的橫軸表示仿體的深度，縱軸表示仿體的位置；圖4B的橫軸表示仿體的位置，縱軸表示仿體各頻段經(jīng)正規(guī)化(normalized)的MF強(qiáng)度。請參考圖4A及圖4B，圖4A的二維超聲波圖像包括血管位置、均勻仿體介質(zhì)以及檢測時(shí)所使用的標(biāo)定點(diǎn)，其細(xì)節(jié)如圖4A所繪示。同樣地，圖4B所例示的不同頻段的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)是通過圖1的信號分析方法處理所得的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。在本實(shí)施例中，比對圖4B所例示的多個(gè)本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與圖4A的超聲波圖像，同樣可辨識出超聲波圖像上的血管的位置、大小及其中血液的流速。在圖4B中的虛線所圈之處的信號變化值即是對應(yīng)圖4A的血管壁的圖像，而兩直虛線包圍住的區(qū)域即是血管中血液流動(dòng)的區(qū)域，其中寬度W2代表血管的大??；D2代表血管壁與仿體表面的距離， 即血管的位置。此外，比較圖3B與圖4B中各對應(yīng)的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的強(qiáng)度可知,兩者的強(qiáng)度并不相同,代表圖3A與圖4A的血管內(nèi)血液的流速并不相同。在本實(shí)施例中，根據(jù)圖4B中兩直虛線包圍住的區(qū)域的各本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的強(qiáng)度來計(jì)算，可得其血液的流速為例如每秒4.0毫升(4.0ml/s)。綜上所述，在本發(fā)明的范例實(shí)施例中，信號分析方法利用信號在不同介質(zhì)與界面的不同特性，搭配頻段拆解，分析信號傳遞至不同介質(zhì)與界面所產(chǎn)生的頻率變化值，以準(zhǔn)確描繪出待測物的位置及大小。此外，所述信號分析方法利用相位處理手段，搭配曲線擬合在時(shí)間域中濾除角頻率信息中的突波等噪聲，以得到穩(wěn)定的角頻率信息，并可即時(shí)掌握待測區(qū)域的實(shí)際測量情況。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)間域的信號分析方法，包括: 接收待分析信號； 利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，以迭代方式對該待分析信號進(jìn)行篩選，以分解出至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)； 對該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換，其中經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包含相位信息；以及 利用相位處理手段來處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以獲得包含角頻率信息的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的信號分析方法，還包括: 比對經(jīng)處理后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與相關(guān)該待分析信號的二維圖像，以辨識該二維圖像上的圖像信息。
3.如權(quán)利要求1所述的信號分析方法，其中利用該相位處理手段來處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的步驟在時(shí)間域內(nèi)進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的信號分析方法，其中利用該相位處理手段處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的步驟包括: 對該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的該相位信息進(jìn)行微分，以獲得該角頻率信息；以及 利用曲線擬合手段來濾除該角頻率跳動(dòng)信息的成分。
5.如權(quán)利要求1所述的信號分析 方法，其中在利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解篩選該待分析信號的步驟中分解所得的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包括多個(gè)不同頻段的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。
6.如權(quán)利要求2所述的信號分析方法，還包括: 發(fā)射檢測信號至待測區(qū)域；以及 接收該待測區(qū)域所反射的該待分析信號， 其中相關(guān)該待分析信號的該二維圖像包括該待測區(qū)域的圖像。
7.如權(quán)利要求6所述的信號分析方法，其中該待測區(qū)域內(nèi)含有待檢測物質(zhì)，該待測區(qū)域所反射的該待分析信號包含該待檢測物質(zhì)的多普勒頻移信息。
8.如權(quán)利要求7所述的信號分析方法，其中該二維圖像上的圖像信息包含該待檢測物質(zhì)的移動(dòng)速度及位置。
9.一種超聲波圖像的分析方法，適用于超聲波成像系統(tǒng)，該分析方法包括: 接收待分析信號； 利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，以迭代方式對該待分析信號進(jìn)行篩選，以分解出至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)； 對該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換，其中經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包含相位信息； 利用相位處理手段來處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以獲得包含角頻率信息的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)；以及 比對經(jīng)處理后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與相關(guān)該待分析信號的超聲波圖像，以辨識該超聲波圖像信息。
10.如權(quán)利要求9所述的超聲波圖像分析方法，其中利用該相位處理手段來處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的步驟在時(shí)間域內(nèi)進(jìn)行。
11.如權(quán)利要求9所述的超聲波圖像分析方法，其中利用該相位處理手段處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的步驟包括: 對該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的該相位信息進(jìn)行微分，以獲得該角頻率信息；以及 利用曲線擬合手段來濾除該角頻率跳動(dòng)信息的成分。
12.如權(quán)利要求9所述的超聲波圖像分析方法，其中在利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解篩選該待分析信號的步驟中分解所得的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包括多個(gè)不同頻段的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。
13.如權(quán)利要求9所述的超聲波圖像分析方法，還包括: 發(fā)射檢測信號至待測區(qū)域；以及 接收該待測區(qū)域所反射的該待分析信號， 其中相關(guān)該待分析信號的該超聲波圖像包括該待測區(qū)域的圖像。
14.如權(quán)利要求13所述的超聲波圖像分析方法，其中該待測區(qū)域含有待檢測物質(zhì)，該待測區(qū)域所反射的該待分析信號包含該待檢測物質(zhì)的多普勒頻移信息。
15.如權(quán)利要求14所述的超聲波圖像分析方法，其中該超聲波圖像的圖像信息包含該待檢測物質(zhì)的位置、大小及移動(dòng)速度。
16.如權(quán)利要求9所述的超聲波圖像分析方法，其中該待分析信號為在A掃描模式或B掃描模式下檢測待測區(qū)域所 得。
17.—種超聲波成像系統(tǒng),包括: 信號收發(fā)模塊，接收待分析信號； 信號處理模塊，利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，以迭代方式對該待分析信號進(jìn)行篩選，以分解出至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)；對該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換，其中經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包含相位信息；利用相位處理手段來處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以獲得包含角頻率信息的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)；以及比對經(jīng)處理后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)與相關(guān)該待分析信號的超聲波圖像，以辨識該超聲波圖像信息；以及 圖像顯示模塊，根據(jù)該信號處理模塊對該待分析信號的處理結(jié)果來顯示對應(yīng)待測區(qū)域的該超聲波圖像。
18.如權(quán)利要求17所述的超聲波成像系統(tǒng)，其中該信號分析模塊在時(shí)間域內(nèi)利用該相位處理手段來處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。
19.如權(quán)利要求17所述的超聲波成像系統(tǒng)，其中該信號分析模塊利用該相位處理手段處理經(jīng)變換后的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)時(shí)，對該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的該相位信息進(jìn)行微分，以獲得該角頻率信息；以及利用曲線擬合手段來濾除該角頻率跳動(dòng)信息的成分。
20.如權(quán)利要求17所述的超聲波成像系統(tǒng)，其中該信號分析模塊分解所得的該至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包含多個(gè)不同頻段的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。
21.如權(quán)利要求17所述的超聲波成像系統(tǒng)，其中信號收發(fā)模塊更發(fā)射檢測信號至該待測區(qū)域；以及接收該待測區(qū)域所反射的該待分析信號，其中相關(guān)該待分析信號的該超聲波圖像包含該待測區(qū)域的圖像。
22.如權(quán)利要求21所述的超聲波成像系統(tǒng)，其中該待測區(qū)域含有待檢測物質(zhì)，該待測區(qū)域所反射的該待分析信號包括該待檢測物質(zhì)的多普勒頻移信息。
23.如權(quán)利要求22所述的超聲波成像系統(tǒng)，其中該超聲波圖像的圖像信息包括該待檢測物質(zhì)的位置、大小及移動(dòng)速度。
24.如權(quán)利要求17所述的超聲波成像系統(tǒng)，其中該待分析信號為超聲波成像系統(tǒng)在A掃描模式 或B掃描模式下檢測該待測區(qū)域所得。
全文摘要
一種信號分析方法、超聲波圖像分析方法以及超聲波成像系統(tǒng)。所述信號分析方法包括如下步驟。接收待分析信號。利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解及迭代的方式對于待分析信號進(jìn)行篩選，以分解出至少一本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。對本質(zhì)模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換。經(jīng)變換后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)包括相位信息。利用相位處理手段來處理經(jīng)變換后的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)，以獲得包括角頻率信息的本質(zhì)模態(tài)函數(shù)。上述信號分析方法可應(yīng)用于超聲波成像系統(tǒng)，以辨識超聲波圖像信息。
文檔編號A61B8/00GK103181780SQ20121007320
公開日2013年7月3日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者李皇德, 邵耀華, 張幼青, 黃百綱, 施明 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院