Xiongxiu خوان شياو لى تشن بو، بينغ يونغ، Wangyao بن

(جامعة جنوب غرب العلوم والتكنولوجيا، كلية علوم الحاسب الآلي والتكنولوجيا، ميانيانغ 621010، الصين)

: التصوير بالموجات فوق الصوتية تدفق اللون (اللون تدفق التصوير، وأشار CFI) النظام، من أجل قمع تأثير على إشارة سرعة تقدير الضوضاء تدفق الدم، ويقترح لقمع غير ثابتة على أساس دينامية فوضى طريقة تقسيم المنطقة. الطريقة المقترحة أولا دينامية تقسيم المناطق قوانين مميزة من الطاقة للإشارة الصدى، وتنقسم إشارة الصدى إلى ثلاثة أجزاء منطقة الأنسجة ثابتة حيوي، وتدفق الدم ومنطقة فوضى، ثم، وفقا لإشارة المجال الزمني، بالتزامن مع heteroaryl غير ثابتة موجة قمع طرق فوضى قمع غير ثابتة والانحدار متعدد الحدود. وتبين نتائج المحاكاة أن تدفق الدم بعد الضوضاء تصفية الخوارزمية من حوالي 6.120 ديسيبل، يمكن أفضل قمع غير ثابتة إشارة الضوضاء، ويقدر دم الشخصي تدفق سرعة كاملة مع صورة عالية الجودة، إدارة الوقت الخوارزمية وحول إلى 0.3414 ثانية، وسرعة تنفيذ ثلاثة أضعاف طريقة فوضى قمع غير ثابتة، وجود ارتفاع في الوقت الحقيقي.

: لون تدفق التصوير بالموجات فوق الصوتية، غير ثابتة، وقمع فوضى

: TP391.9، TN911.7، R318: A: 0258-7998 (2014) 12-0129-04

في مجال الطب السريري، CFI الوقت الحقيقي والدقيق الكشف غير الغازية من سرعة تدفق الدم، هو تقنية مهمة في تشخيص أمراض القلب والأوعية الدموية . في CFI، وتتألف إشارة التحقيق في إشارة وردت صدى تدفق الدم، إشارة فوضى (بطيئة الأنسجة تتحرك والناجم عن نبض الأوعية الدموية)، فوضى قوة الإشارة عموما 40 ~ 80 ديسيبل قوة الإشارة أعلى من تدفق الدم ، والذي يعطي تقدير دقيق لسرعة تدفق الدم صعوبات كبيرة جلبت. وفقا لذلك، من أجل الحصول على حقيقي وموثوق بها معدل تدفق الدم يجب أن يكون قمع بما فيه الكفاية إشارة فوضى الصدى.

القامع الضوضاء المستخدمة حاليا هم: FIR الترتيب المنخفض مرشح ، استنادا إلى إسقاط التهيئة تصفية شركة آي آي آر وتصفية الانحدار . حيث مرشحات FIR المنخفضة للأمر، والمرشحات IIR والمرشحات الانحدار إسقاط التهيئة تنتمي خصائص تصفية ثابتة لها نطاق عالي قطع تردد، stopband توهين ثابتة نسبيا. عندما تكون إشارة هو إشارة الضوضاء الثابتة، ومرشح ويمكن الحصول على المزيد من النتائج مرضية. ولكن في التشخيص السريري الفعلي، لأن التنفس البشري والنبض وعوامل أخرى تسببت في المنظمة لتسريع الحركة، مما أدى إلى فوضى إشارة عشوائي معالجة الإشارات تأثير فلتر ثابت غير ثابتة من هذه الإشارات ليست مثالية. وفي وقت لاحق، وبعض العلماء قد اقترحوا غير ثابتة طريقة قمع الضوضاء ، والذي هو فوضى أفضل تأثير القمع، ولكن في مجال ضعف فوضى سيؤدي إلى القضاء على الخطأ، مما يؤدي إلى فقدان المعلومات تدفق الدم داخل الأوعية الدموية، وتدفق الدم تسبب خطأ عظيم تقدير السرعة.

هذا ويعرض ورقة فوضى ديناميكية غير ثابتة تقسيم طريقة لقمع قمع فوضى غير ثابتة على أساس من القانون. أولا، وذلك باستخدام الطاقة الإشارات صدى المميزة لتقسيم المناطق الحيوية، ومن ثم ربط طرق فوضى قمع غير الثابتة وطريقة الانحدار متعدد الحدود لمعالجة الإشارات في مناطق مختلفة، على التوالي. وقد اظهرت النتائج أن تعقيد منخفضة من طريقة، لتلبية متطلبات الوقت الحقيقي لجهاز التشخيص بالموجات فوق الصوتية؛ الوقت نفسه، يمكن للخوارزمية قمع الضوضاء وضمان سلامة البيانات الشخصية سرعة تدفق، هو سريعة وفعالة فوضى قمع الأسلوب.

المبدأ 1 والأسلوب

1.1 تقسيم المناطق وتمهيد الجزئي الديناميكي

دوبلر صدى إشارة ويحيل ناقلات مصفوفة مرات K-واحد الأبعاد موجة النبض التي تم الحصول عليها في نفس الموقف التحقيق. مصفوفة الأبعاد المحورية رتبت في حجم العينات إلى K معقدة إشارة الإستخلاص M، عملية معالجة إشارة الصدى، أي هو حساب مصفوفة ثنائية الأبعاد. حيث التكوين إشارة مبين في الشكل. عادة، يشار إلى مصفوفة إشارة ناقلات الصف على أنها إشارة بطيئة، فإنه يشار إلى ناقلات العمود هو إشارة سريعة .

يمكن ان تكون ممثلة الإستخلاص معقدة من صدى الإشارات في شكل مصفوفة X:

حيث K هو بطيء حجم أخذ العينات (نبض عدد التكرار) اتجاه إشارة، M هو عينة حجم إشارة عندما اتجاه سريع.

عندما متوسط الطاقة من صدى إشارة الاتجاه بطيء وأعرب E_X على النحو التالي:

وبالمثل، أعماق مختلفة إشارات بطيئة عندما سريعة الطاقة E_Xs إشارة الاتجاه (م) بواسطة الصيغة (3):

حيث ي هو نقطة عينة إشارة ي ال على اتجاه بطيء، m هو-ث م نقطة أخذ العينات على اتجاه إشارة سريعة. لأن الأنسجة المختلفة في مناطق مختلفة من كثافة إشارة صدى ولدت، بطريقة الفورمولا (4) تقسيم إشارة، قد يميز الإشارات بين المناطق الأنسجة المختلفة.

نظمت عادة في منطقة حيوية، وقوة من فوضى اشارات 40 ~ 80 ديسيبل أعلى من كثافة إشارة من تدفق الدم، فمن الممكن ليتم تقسيم المنطقة ديناميات إشارة الأنسجة مرة أخرى عن طريق صيغة (5):

حيث E_M هو متوسط الطاقة عندما تكون إشارة أسرع أو أبطأ الأنسجة ديناميكية الاتجاه المنطقة.

منطقة الأنسجة ثابتة بعيدا عن السفينة، وكلها تأتي للراحة، حتى يتسنى للإشارة الصدى قد استقر، وسرعة لا تحمل أي معلومات، منطقة تدفق الدم داخل توزيع الأوعية الدموية، سرعة تدفق الدم في الأوعية الدموية مع توزيع مكافئ ومستقرة نسبيا، لذلك إشارة الدم منطقة مستقرة نسبيا، فوضى يتأثر التنفس ومعدل النبض والأوعية الدموية والأنسجة الوعائية مما أدى إلى تسارع في مكان قريب، لذلك فوضى الإشارة إشارات غير ثابتة.

للتأكد من أن الحركة الأنسجة التكيف الضوضاء فلتر دون التسبب في فقدان المعلومات تدفق الدم، خوارزمية تجانس المكاني معالجة دينامية المنطقة الأنسجة، مثل صيغة (6):

حيث N هو جزء تمهيد المشاركة الاتجاه شعاعي المكاني بسرعة للإشارة.

1.2 فوضى تقدير تردد

يمثل الإستخلاص معقدة من الإشارات صدى س (م، ك) شكل الأسي معقدة:

حيث A (م، ك) هو السعة للإشارة، (م، ك) هو مرحلة من الإشارة. عادة إشارات دوبلر الصدى، مرحلة إشارة الضوضاء يمكن أن يمثله نظام متعدد الحدود منخفض:

البحث عن صيغة (8) يمكن الحصول عليها عن طريق إجراء تردد لحظية زائفة ث (م، ك):

وهكذا، ويقدر تردد لحظية للإشارة الضوضاء، فإنه يتم تحديد معاملات متعدد الحدود العملية الإعلانية.

متجه معامل الحصول عليها من المعادلة (10) يمكن زيادة الحصول إلى صيغة (11) تردد لحظية فوضى مصفوفة W. لقيمة D، إشارة من خلال تحليل مبدأ المنخفضة للأجل صالح متعدد الحدود وعدد كبير من النتائج التجريبية: عندما D4، تناسب متعدد الحدود إشارة التردد المنخفض يمكن أن يكون بكفاءة. التصوير بالموجات فوق الصوتية تدفق لون، وعندما D = 3، وتردد لحظية لصالح متعدد الحدود يمكن وصفها بدقة فوضى.

محلي غير ثابتة فوضى قمع 1.3

يمكن معالجة إشارات دوبلر صدى من خلال منطقة خلط ديناميكية تنقسم وتقدير ضوضاء تردد لحظية. حيث وخلط لتواتر الإشارات فوضى غير ثابتة الانتقال إلى جوار تردد الصفر. لضمان نزاهة نقطة إشارة تدفق الدم، الخوارزمية يمزج فقط معالجة الإشارات فوضى. باستخدام فوضى حصلت سابقا تردد لحظية، ويمكن التعبير عن إشارة مختلطة على النحو التالي:

عملية خلط يمكن تمثيلها بالمعادلة (14):

قبل عملية الخلط، وإشارة يتم تقليل الضوضاء غير ثابتة إلى حد كبير، في هذا الوقت يمكن قمعها بشكل كاف التقليدية مرشح ثابت فوضى. منذ المنطقة تدفق الدم قد تحتوي على إشارة الضوضاء ضعيفة، وبالتالي فإن خوارزمية ويمكن اختيار لتجنب فقدان نقاط البيانات على الانحدار متعدد الحدود قمع مرشح فوضى، فإنه يضمن على التخلص من فوضى، ولكن أيضا ضمان الدم سلامة المعلومات. ويظهر الخوارزمية في الشكل.

2 تجربة محاكاة

2.1 نموذج المحاكاة ومعلمة

فعالية أساليب فوضى قمع لتحليل والتحقق من ورقة المقترحة على جهاز محاكاة باستخدام MATLAB R2012a منصة برمجيات والبيئة التي تعمل لCentrino2 (1.66 غيغاهرتز)، وذلك باستخدام حزمة برامج محاكاة الميدان جامعة ب التقنية في الدنمارك الباحث جنسون وغيرها من البلدان المتقدمة دوبلر إشارات الموجات فوق الصوتية صدى. بالموجات فوق الصوتية نموذج محاكاة تدفق الدم تستخدم في الشكل، كما هو موضح في معلمات المحاكاة في الجدول 13. FIG 4 هو الرسم البياني الموجي تظهر إشارة الصدى التي حصل عليها نموذج المحاكاة.

2.2 محاكاة النتائج

للتحقق من تأثير على خفض فوضى في الخوارزمية، تهيئة مع المرشحات العرض، متعدد الحدود مرشح الانحدار، ومرشح ومرشح غير ثابتة وSVD مقارنة. FIG 218 هي مجموعة من الإشارات صدى المجاورة عبر مجموعة منها من تصفية (16) صدى الإشارات بعد مرشحات من المقابلة مستعرضة سرعة تدفق الموجي الرسم التي تم الحصول عليها تقديرات الارتباط، ويظهر في الشكل 6. 5 تقدير ارتباط تدفق الدم السرعة التي تم الحصول عليها بعد ترميز الخرائط FIG النفس. FIG بصريا تظهر اثنين من مرشحات مختلفة للقضاء على فوضى.

كما يمكن أن يرى من FIG 5 (ه)، وبعد خوارزمية فوضى قمع المستخدمة هنا، مستمدة التقدير الارتباط الذاتي معلومات تدفق الدم السرعة تقريبا الداخلية حصرا للسفينة (بين عمق المسح ما يقرب من 24 مم ~ 34 ملم، نظرية الأوعية الدموية يبلغ قطرها 8 مم)، والتعريف سرعة مليء نسبيا، وهو ما يتسق أساسا مع الوضع الفعلي. ~ 5 (د) يمكن أن ينظر إليه من FIG 5 (أ)، وتدفق الدم من المعلومات سرعة من إشارة الصدى بعد انقضاء تقدير ارتباط الأخرى مرشح الحصول على معالجة ليس فقط في المناطق الداخلية من السفينة، وهذا هو ايضا في منطقة الأنسجة، والتي من الواضح لا تتفق مع الوضع الفعلي.

كما يمكن أن يرى في FIG 6 (ه)، الخوارزمية من جدار الوعاء الدموي الناتجة اضحة وكاملة، سفينة مستعرضة توزيع السرعة.. في FIG 6 (ب) و 6 (د) يمكن أن ينظر إليه من خلال تصفية والعودة إلى مرشح غير ثابتة يمكن أن ينظر إليها في FIG 6 (ج)، ومرشح الحصول عليها بعد توزيع سرعة تدفق SVD ليست كاملة، تحدث داخل الأوعية الدموية سرعة الصفر، و، والتوزيع غير المتكافئ الناتجة من سرعة تدفق الدم، وتدفق الدم والأنسجة منطقة معلومات زائفة. اوعية أقل بكثير من القيمة النظرية، نتائج التصوير الفقيرة؛ (A) يتبين من الشكل (6)، منذ إسقاط التهيئة تصفية شركة آي آي آر كما تردد قطع من تردد ثابت الناجمة عن خسائر كبيرة من نقاط البيانات، مثل أن اوعية الدم هو أقل بكثير من القيمة النظرية ( اوعية النظري من 8 ملم).

وبالإضافة إلى ذلك، من أجل تقييم المقترح خوارزمية موضوعيا، والمادة المقدرة من سرعة القصوى والضوضاء والدم يسيل من وقت الجوانب الثلاثة تتم مقارنة الخوارزميات. مقارنة بين النتائج المبينة في الجدول رقم (2).

وكما يتبين من الجدول 2، تقدر خوارزمية ختام أقصى قيمة السرعة إلى القيمة القصوى النظرية للسرعة 0.972 م / ث (تقدر سرعة قصوى تصل إلى الخوارزمية المقترحة مع مرشح واحد الانحدار متعدد الحدود، لأن هذا الأسلوب خوارزمية متعدد الحدود الانحدار Angiocentric تتم معالجة الإشارات المنطقة)، فإنه يشير إلى أنه عند استخدام خوارزمية قمع الفوضى وفقدان صغيرة إشارة تدفق الدم في الإشارة الأصلية، وبعد وصف الخوارزميات تصفية هنا، إشارة فوضى هي أقل بكثير من تدفق الدم في عدة خوارزميات تصفية أخرى ، مشيرا إلى أن خوارزمية يمكن فوضى إشارة المدرجة في الإشارة الأصلية قمعها، في وقت التشغيل، إدارة الوقت الخوارزمية هو أقل بكثير من خوارزميات أخرى، الخوارزمية التي من المقرر أن ساكنة المنطقة إشارة الأنسجة لا التي تتعامل المناسب. وباختصار، يمكن الخوارزمية المقترحة تحقيق نتائج مرضية في الواقع قمع فوضى، والاحتفاظ الوقت تعقيد خوارزمية المعلومات وتدفق الدم، مما يثبت أن هذه الخوارزمية هي أكثر كفاءة من غيرها من خوارزمية فوضى القمع.

3 الخاتمة

غير الثابتة ديناميكية فوضى مجال قمع طريقة التقسيم المقترح من أسلوب تصفية واحد الماضي لوضع فوضى قمع، من خلال تحليل خصائص إشارة الصدى، وتنقسم ديناميكية الأولى تقسيم المناطق الطريقة إلى أجزاء مختلفة من إشارة، ثم لجعل المقابلة معالجة وفقا لخصائص كل جزء من الإشارة. الخوارزمية تعتمد طريقة إشارة الأنسجة ثابتة ومنطقة محجوزة بالكامل، وذلك لضمان تصفية لا يدخل الضوضاء في هذا المجال، ولكن أيضا لضمان سرعة. وفي الوقت نفسه، تأخذ على الفوضى وتدفق الدم في مناطق أساليب التصفية مختلفة، وذلك لضمان إزالة فعالة من فوضى، ولكن أيضا لتجنب فقدان إشارات تدفق الدم. وبالإضافة إلى ذلك، يستخدم خوارزمية عملية مصفوفة الاستدلال، وسهلة التنفيذ.

وعلاوة على ذلك، ويستند تقدير الضوضاء في تردد لحظية من متعددو الحدود أجل منخفضة لتحقيق، عندما يكون النظام من قيمة متعدد الحدود عند الاقتضاء، يمكن وصف تردد الضوضاء، ولكن الفقراء أجل القيمة، ليست على ما يرام وسيتم وصف تردد. وهكذا، فإن الطريقة التي يمكن أن تتخذ صفا دقيقا من شأنه أن يتسبب في حدوث فوضى تردد لحظية هو بحث مستقبل الهدف.

مراجع

Wangpei دونغ شين يي، وانغ يان تثبيط التصوير بالموجات فوق الصوتية تدفق اللون من فوضى غير الثابتة . الصينى مجلة الهندسة الطبية الحيوية، 2008،27 (2): 240-243.

أنت وي، الموجات فوق الصوتية وانغ يوان اللون طريقة التصوير التدفق على أساس تقسيم المنطقة قمع دينامية فوضى مجلة من صك العلمي، 2010،31 (3): 594-599.

JENSEN J A.Estimation سرعات الدم باستخدام الموجات فوق الصوتية .Cambridge، UK: مطبعة جامعة كامبريدج، 1999: 195-226.

CHORNOBOY E S.Initialization لتحسين filterperformance IIR .IEEE Trans.Signal المعالجة، 1992،40 (5): 543-550.

PARK G، KIM Y، SHIM H، وآخرون al.New فوضى التكيف إعادة jection على أساس التحلل الطيفي والأنسجة الملحقات و-leration عن التصوير بالموجات فوق الصوتية دوبلر لون .IEEE JointUFFC، EFTF وندوة المجنحة، 2013: 1484-1487.