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多普勒頻移信號(hào)的處理

發(fā)布時(shí)間:2016-10-09 00:00 本文來源: 引自顧慎為主編《經(jīng)顱多普勒檢測與臨床》

   

    處理脈沖多普勒信號(hào),,主要方法有過零檢測和快速富里葉變換(FFT)兩種。

    過零檢測技術(shù)被認(rèn)為是一種較為簡單的頻率分析方法,,在早期的多普勒血流儀中廣泛采用,。所謂過零檢測,,是指測量多普勒頻移信號(hào)與零線交叉的時(shí)間間隔。它的基本原理如圖222所示,。復(fù)雜的多普勒頻移信號(hào)為一類似正弦曲線[222(a)],,曲線與零線每交叉次就產(chǎn)生一個(gè)過零脈沖[222b],。其相鄰過零點(diǎn)的時(shí)間間隔分別為T1.T2.T3...Tn。過零時(shí)間間隔越長,,頻移就越小,;過零時(shí)間間隔越短,,則頻移就越大。每產(chǎn)生一個(gè)過零脈沖,,在時(shí)間間隔直方圖(又稱TIH)上打一個(gè)點(diǎn)[222c],。如果定義TIH上每一個(gè)點(diǎn)到零線的距離與過零點(diǎn)的時(shí)間間隔T,成反比,,那么,,點(diǎn)到零線的距離直接與多普勒頻移成正比,這樣,,TIH輸出就表示了脈沖多普勒信號(hào)的頻譜顯示,。由于過零檢測只能估測每一時(shí)刻多普勒信號(hào)的頻移大小及其隨時(shí)間的變化,故只能用于血流定性判別,,而不能用于定量分析,。因此,現(xiàn)代多普勒超聲測量血流信息均采用快速富里葉頻譜分析法,。

 

快速富里葉變換((FFT)方法是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)的。用數(shù)字計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜信號(hào)進(jìn)行富里葉變換分析,,它的計(jì)算時(shí)間正比于N2,,即要做N2次乘法,,N為總的數(shù)據(jù)點(diǎn)。這種算法要計(jì)算N數(shù)很大的離散富里葉變換,,需要的運(yùn)算時(shí)間很長。1965年,,美國人庫利發(fā)明了一種新的算法,,它的計(jì)算時(shí)間正比于N1og2N,這就大大縮短了計(jì)算時(shí)間,,這種方法稱為快速富里葉變換(FFT)。圖223示意了多普勒信號(hào)的FFT處理過程:10 ms(即每秒100)對(duì)多普勒模擬信號(hào)取樣一次,,經(jīng)過模一數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D),,轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào),,由FFT把信號(hào)分成頻率和幅度兩個(gè)分量,產(chǎn)生數(shù)字實(shí)時(shí)頻譜顯示,。FFT處理準(zhǔn)確可靠,故其頻譜真實(shí)地反映了取樣容積內(nèi)血流的詳細(xì)分布,。

 

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