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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201410027107.5 (22)申请日 2014.01.21 A61B 8/14(2006.01) (73)专利权人 深圳市一体医疗科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市南山区科技园北 区朗山二路洁净阳光园 (72)发明人 张晓峰 黄继宏 (74)专利代理机构 广东国晖律师事务所 44266 代理人 谭宗成 (54) 发明名称 一种超声衰减系数补偿系统及肝脏脂肪检测 系统 (57) 摘要 本发明涉及一种超声衰减系数补偿系统及肝 脏脂肪检测系统， 超声波发生器向肝脏部位发射 脉冲超声波， 超声波接收器接收超声波的回声信 号， 。
2、超声衰减系数获取模块获取肝脏回声衰减系 数， 中心频率补偿模块建立不同厚度的标准肝脏 模体， 测量对应厚度标准肝脏模体的超声衰减系 数， 计算得出不同厚度标准肝脏模体的中心频率， 在测量肝脏回声衰减系数时， 以相应厚度的中心 频率进行补偿从而得到补偿后的超声衰减系数， 通过肝肾回声强度比 H 及肝脏回声衰减系数对肝 脏脂肪定量检测。本专利技术方案通过肝脏的超 声回波信号得到的图像亮度层次值， 更准确地计 算肝脏回声衰减系数， 然后通过肝肾回声强度对 比及肝脏回声衰减系数对肝脏脂肪定量检测。 (51)Int.Cl. 审查员 杨星 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书。
3、1页 说明书5页 附图1页 CN 104116524 B 2016.05.11 CN 104116524 B 1.一种超声衰减系数补偿系统， 其特征在于， 包括超声波发生器、 超声波接收器、 超声 衰减系数获取模块、 中心频率补偿模块、 肝脏脂肪检测模块， 所述超声波发生器向肝脏部位 发射脉冲超声波， 所述超声波接收器接收超声波的回声信号， 所述超声衰减系数获取模块 获取肝脏回声衰减系数， 所述超声衰减系数获取模块根据以下公式获取超声衰减系数a： 其中： a表示肝脏回声衰减系数， b2表示超声回声信号功率谱分布方差， fc (t)表示超声信号的中心频率， t表示时间， c表示超声在肝脏中的传播。
4、速度； 所述中心频率 补偿模块以建立不同厚度的超声衰减系数a1确定的标准肝脏模体， 通过公式fcfc0-a1 cb2t， 计算对应厚度标准肝脏模体的超声回声信号的中心频率fc， 其中， fc0为超声发射 的中心频率， 通过一定厚度的fc补偿对应厚度的fc(t)， 在测量肝脏回声衰减系数时， 以相应 厚度的中心频率fc进行补偿从而得到补偿后的超声衰减系数。 2.根据权利要求1所述超声衰减系数补偿系统， 其特征在于， 所述超声衰减系数与待检 测物的厚度正相关。 3.根据权利要求1所述超声衰减系数补偿系统， 其特征在于， 所述中心频率补偿模块通 过多次测量获取中心频率， 取其平均值。 4.一种肝脏脂。
5、肪检测系统， 其特征在于， 包括超声波发生器、 超声波接收器、 超声衰减 系数获取模块、 中心频率补偿模块、 肝脏脂肪检测模块， 所述超声波发生器向肝脏部位发射 脉冲超声波， 所述超声波接收器接收超声波的回声信号， 所述超声衰减系数获取模块获取 肝脏回声衰减系数， 所述超声衰减系数获取模块根据以下公式获取超声衰减系数a： 其中： a表示肝脏回声衰减系数， b2表示超声回声信号功率谱分布方差， fc (t)表示超声信号的中心频率， t表示时间， c表示超声在肝脏中的传播速度； 所述中心频率 补偿模块以建立不同厚度的超声衰减系数a1确定的标准肝脏模体， 通过公式fcfc0-a1 cb2t， 计算对。
6、应厚度标准肝脏模体的超声回声信号的中心频率fc， 其中， fc0为超声发射 的中心频率， 通过一定厚度的fc补偿对应厚度的fc(t)， 在测量肝脏回声衰减系数时， 以相应 厚度的中心频率fc进行补偿从而得到补偿后的超声衰减系数， 在测量肝脏回声衰减系数 时， 以相应厚度的中心频率进行补偿从而得到补偿后的超声衰减系数， 所述肝脏脂肪检测 模块通过测量建立肝脏脂肪含量与超声衰减系数的对应列表， 根据补偿后的超声衰减系数 估算肝脏脂肪含量。 5.根据权利要求4所述肝脏脂肪检测系统， 其特征在于， 通过多次测量肝脏脂肪含量与 超声衰减系数， 建立肝脏脂肪含量与超声衰减系数的对应列表。 6.根据权利要求。
7、4所述肝脏脂肪检测系统， 其特征在于， 还包括去噪模块， 所述去噪模 块对接收的超声信号去除噪音信号。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 104116524 B 2 一种超声衰减系数补偿系统及肝脏脂肪检测系统 技术领域 0001 本发明涉及一种超声衰减系数补偿系统及肝脏脂肪检测系统， 尤其涉及一种基于 超声波中心频率的超声衰减系数补偿系统以及基于衰减与脂肪含量关系的肝脏脂肪检测 系统。 背景技术 0002 随着超声技术的发展， 利用超声技术和医疗技术的发展， 对肝脏病变进行无创检 查的要求越来越成为研究的重点。 现有技术对于肝脏脂肪检测多通过超声图像进行定性的 估计， 也有进行超声衰减。
8、系数进行定量分析的研究， 但由于对于活体测量， 在超声衰减系数 计算过程中， 存在散射及衍射的影响， 因此， 很难确定其补偿方法。 因此， 在肝脏脂肪定量检 测系统中， 比较有效的方法并不多。 发明内容 0003 本发明解决的技术问题是： 构建一种超声衰减系数补偿系统及肝脏脂肪检测系 统， 克服现有技术在计算超声衰减系数难以进行有补偿及肝脏脂肪含量检测过程中缺乏较 有效的方法的技术问题。 0004 本发明的技术方案是： 构建一种超声衰减系数补偿系统， 包括超声波发生器、 超声 波接收器、 超声衰减系数获取模块、 中心频率补偿模块、 肝脏脂肪检测模块， 所述超声波发 生器向肝脏部位发射脉冲超声波。
9、， 所述超声波接收器接收超声波的回声信号， 所述超声衰 减系数获取模块获取肝脏回声衰减系数， 所述超声衰减系数获取模块根据以下公式获取超 声衰减系数a：其中： a表示肝脏回声衰减系数， b2表示超声回声信号功率谱 分布方差， fc(t)表示超声信号的中心频率， t表示时间， c表示超声在肝脏中的传播速度， c 表示超声在肝脏中的传播速度； 所述中心频率补偿模块以建立不同厚度的超声衰减系数a1 确定的标准肝脏模体， 通过公式fcfc0-a1cb2t， 计算对应厚度标准肝脏模体的超声 回声信号的中心频率fc， 其中， fc0为超声发射的中心频率， 通过一定厚度的fc补偿对应厚度 的fc(t)， 在。
10、测量肝脏回声衰减系数时， 以相应厚度的中心频率fc进行补偿从而得到补偿后 的超声衰减系数。 0005 本发明的进一步技术方案是： 所述超声衰减系数与待检测物的厚度正相关。 0006 本发明的进一步技术方案是： 所述中心频率补偿模块通过多次测量获取中心频 率， 取其平均值。 0007 本发明的技术方案是： 构建一种肝脏脂肪检测系统， 包括超声波发生器、 超声波接 收器、 超声衰减系数获取模块、 中心频率补偿模块、 肝脏脂肪检测模块， 所述超声波发生器 向肝脏部位发射脉冲超声波， 所述超声波接收器接收超声波的回声信号， 所述超声衰减系 数获取模块获取肝脏回声衰减系数， 所述超声衰减系数获取模块根据。
11、以下公式获取超声衰 说 明 书 1/5 页 3 CN 104116524 B 3 减系数a：其中： a表示肝脏回声衰减系数， b2表示超声回声信号功率谱分布 方差， fc(t)表示超声信号的中心频率， t表示时间， c表示超声在肝脏中的传播速度， c表示 超声在肝脏中的传播速度； 所述中心频率补偿模块以建立不同厚度的超声衰减系数a1确定 的标准肝脏模体， 通过公式fcfc0-a1cb2t， 计算对应厚度标准肝脏模体的超声回声 信号的中心频率fc， 其中， fc0为超声发射的中心频率， 通过一定厚度的fc补偿对应厚度的fc (t)， 在测量肝脏回声衰减系数时， 以相应厚度的中心频率fc进行补偿从。
12、而得到补偿后的超 声衰减系数， 所述肝脏脂肪检测模块通过测量建立肝脏脂肪含量与超声衰减系数的对应列 表， 根据补偿后的超声衰减系数估算肝脏脂肪含量。 0008 本发明的进一步技术方案是： 通过多次测量肝脏脂肪含量与超声衰减系数， 建立 肝脏脂肪含量与超声衰减系数的对应列表。 0009 本发明的进一步技术方案是： 还包括去噪模块， 所述去噪模块对接收的超声信号 去除噪音信号。 0010 本发明的技术方案是： 构建一种肝脏脂肪检测系统， 包括超声波发生器、 超声波接 收器、 超声衰减系数获取模块、 获取肝肾回声强度比H的强度比获取模块、 肝脏脂肪检测模 块， 所述超声波发生器向肝脏部位发射脉冲超声。
13、波， 所述超声波接收器接收超声波的回声 信号， 所述超声衰减系数获取模块获取肝脏回声衰减系数， 所述超声衰减系数获取模块根 据以下公式获取超声衰减系数a：其中： a表示肝脏回声衰减系数， b2表示超 声回声信号功率谱分布方差， fc(t)表示超声信号的中心频率， t表示时间， c表示超声在肝 脏中的传播速度； 所述肝脏脂肪检测模块根据以下公式得到肝脏脂肪含量： S63H+168a- 28， 其中S表示肝脏脂肪含量， a表示肝脏回声衰减系数。 0011 本发明的进一步技术方案是： 还包括去噪模块， 所述去噪模块对接收的超声信号 去除噪音信号。 0012 本发明的技术效果是： 构建一种超声衰减系数。
14、补偿系统及肝脏脂肪检测系统， 包 括超声波发生器、 超声波接收器、 超声衰减系数获取模块、 中心频率补偿模块、 肝脏脂肪检 测模块， 所述超声波发生器向肝脏部位发射脉冲超声波， 所述超声波接收器接收超声波的 回声信号， 所述超声衰减系数获取模块获取肝脏回声衰减系数， 所述中心频率补偿模块以 建立不同厚度的标准肝脏模体， 测量对应厚度标准肝脏模体的超声衰减系数， 然后计算得 出不同厚度标准肝脏模体的中心频率， 在测量肝脏回声衰减系数时， 以相应厚度的中心频 率进行补偿从而得到补偿后的超声衰减系数。 所述肝脏脂肪检测系统通过其线性相关得到 肝脏脂肪含量公式。 所述肝脏脂肪检测系统还通过建立3D标准。
15、模体的进行厚度补偿， 从而 得到补偿后的超声衰减系数， 再据建立一一对应关系， 从而得超声衰减系数对应的脂肪含 量。 本专利技术方案通过肝脏的超声回波信号得到的图像亮度层次值， 更准确地计算肝脏 回声衰减系数， 然后通过肝肾回声强度对比及肝脏回声衰减系数对肝脏脂肪定量检测。 方 便简便实用， 准确可靠。 附图说明 0013 图1为本发明的一种检测系统的结构示意图。 说 明 书 2/5 页 4 CN 104116524 B 4 0014 图2为本发明的另一种检测系统的结构示意图。 具体实施方式 0015 下面结合具体实施例， 对本发明技术方案进一步说明。 0016 如图1所示， 本发明的具体实施。
16、方式是： 构建一种超声衰减系数补偿系统， 包括超 声波发生器1、 超声波接收器2、 超声衰减系数获取模块4、 中心频率补偿模块8、 肝脏脂肪检 测模块6， 所述超声波发生器1向肝脏部位发射脉冲超声波， 所述超声波接收器2接收超声波 的回声信号， 所述超声衰减系数获取模块4获取肝脏回声衰减系数， 所述超声衰减系数获取 模块4根据以下公式获取超声衰减系数a：其中： a表示肝脏回声衰减系数b2 表示超声回声信号功率谱分布方差， fc(t)表示超声信号的中心频率， t表示时间， c表示超 声在肝脏中的传播速度； 所述中心频率补偿模块8以建立不同厚度的标准肝脏模体， 其标准 肝脏模体声衰减系数a1已确定。
17、。 通过公式fcfc0-a1cb2t， 计算对应厚度标准肝脏模 体的超声回声信号的中心频率fc， 其中， fc0为超声发射的中心频率。 同时测量对应厚度标准 肝脏模体的超声回声信号的中心频率fc， 然后通过公式fc(t)fc- (t)求出对应厚度的补 偿系数 。 在测量肝脏回声衰减系数时， 以相应厚度的中心频率进行补偿从而得到补偿后的 超声衰减系数。 0017 具体实施例中， 所述超声衰减系数获取模块4获取肝脏回声衰减系数， 所述超声衰 减系数获取模块4根据以下公式获取超声衰减系数a：其中： a表示肝脏回声 衰减系数， b2表示超声回声信号功率谱分布方差， fc(t)表示超声信号的中心频率， 。
18、t表示时 间。 0018 通过功率谱为高斯形的超声信号在组织中传输可知： 超声波的回声强度在一定介 质中呈指数衰减， 即： 0019 VtV0e-afct 0020 其中： Vt表示超声波的回声功率， V0表示超声波的初始回声功率， a表示衰减系数， c 表示超声波速度， t表示传输时间,f表示超声信号的频率。 0021 以及定义幂次n的超声波谱如下： 0022 Mn(t) fn|Vt|df， 其中， Mn(t)表示超声波的功率与频率n次方的乘积对频率的积 分。 0023 即， Mn(t) V0e-afctdf。 0024中心频率即为： 0025功率谱分布方差即为： 0026 通过积分符号的衍。
19、生， 得到： 0027 说 明 书 3/5 页 5 CN 104116524 B 5 0028 0029超声衰减系数a： 0030 所述中心频率补偿模块8以建立不同厚度的标准肝脏模体， 其标准肝脏模体声衰 减系数a已确定。 通过公式fcfc0-acb2t， 计算对应厚度标准肝脏模体的超声回声信 号的中心频率fc， 其中， fc0为超声发射的中心频率。 同时测量对应厚度标准肝脏模体的超声 回声信号的中心频率fc， 然后通过公式fc(t)fc- (t)求出对应厚度的补偿系数 。 在测量 肝脏回声衰减系数时， 以相应厚度的中心频率进行补偿从而得到补偿后的超声衰减系数。 0031 如图1所示， 本发明。
20、的具体实施方式是： 构建一种肝脏脂肪检测系统， 包括超声波 发生器1、 超声波接收器2、 超声衰减系数获取模块4、 中心频率补偿模块、 肝脏脂肪检测模块 6， 所述超声波发生器1向肝脏部位发射脉冲超声波， 所述超声波接收器2接收超声波的回声 信号， 所述超声衰减系数获取模块4获取肝脏回声衰减系数， 所述超声衰减系数获取模块4 根据以下公式获取超声衰减系数a：其中： a表示肝脏回声衰减系数， b2表示 超声回声信号功率谱分布方差， fc(t)表示超声信号的中心频率， t表示时间； 所述中心频率 补偿模块8以建立不同厚度的标准肝脏模体， 其标准肝脏模体声衰减系数a1已确定。 通过公 式fc(t)f。
21、c0-a1cb2t， 计算对应厚度标准肝脏模体的超声回声信号的中心频率fc， 其 中， fc0为超声发射的中心频率。 同时测量对应厚度标准肝脏模体的超声回声信号的中心频 率fcn， 然后通过公式fc(t)fcn(t)- (t)求出对应厚度的补偿系数 。 在测量肝脏回声衰减 系数时， 以相应厚度的中心频率进行补偿从而得到补偿后的超声衰减系数， 所述肝脏脂肪 检测模块6通过测量建立肝脏脂肪含量与超声衰减系数的对应列表， 根据补偿后的超声衰 减系数估算肝脏脂肪含量。 0032 本发明的具体实施过程是： 所述肝脏脂肪检测模块6通过测量建立肝脏脂肪含量 与超声衰减系数的对应关系， 根据补偿后的超声衰减系。
22、数获取肝脏脂肪含量。 在采用1H 核磁共振波谱测定的肝脏脂肪含量的实验中， 可知超声肝肾回声比值和超声肝脏回声衰减 系数与肝脏脂肪含量成线性关系。 由此， 肝脏脂肪含量与超声衰减系数线性相关， 通过测量 多种衰减系数下的脂肪含量， 建立其一一对应关系， 然后根据计算获得的超声衰减系数， 即 可根据肝脏的该超声衰减系数获得该肝脏的脂肪含量。 具体实施例中， 通过多次测量肝脏 脂肪含量与超声衰减系数， 建立肝脏脂肪含量与超声衰减系数的对应列表。 具体实施例中， 还包括去噪模块7， 所述去噪模块7对接收的超声信号去除噪音信号。 0033 如图2所示， 本发明的具体实施方式是： 构建一种肝脏脂肪检测系。
23、统， 包括超声波 发生器1、 超声波接收器2、 超声衰减系数获取模块4、 获取肝肾回声强度比H的强度比获取模 块5、 肝脏脂肪检测模块6， 所述超声波发生器1向肝脏部位发射脉冲超声波， 所述超声波接 收器2接收超声波的回声信号， 所述超声衰减系数获取模块4获取肝脏回声衰减系数， 所述 超声衰减系数获取模块4根据以下公式获取超声衰减系数a：其中： a表示肝 脏回声衰减系数， b2表示超声回声信号功率谱分布方差， fc(t)表示超声信号的中心频率， t 表示时间， c表示超声在肝脏中的传播速度； 所述肝脏脂肪检测模块6根据以下公式得到肝 说 明 书 4/5 页 6 CN 104116524 B 6。
24、 脏脂肪含量： S63H+168a-28， 其中S表示肝脏脂肪含量， a表示肝脏回声衰减系数。 0034 在采用1H核磁共振波谱测定的肝脏脂肪含量的实验中， 超声肝肾回声比值对肝 脏脂肪含量的预测能力最强。 通过1H核磁共振波谱测定的肝脏脂肪含量的实验， 可知超 声肝肾回声比值和超声肝脏回声衰减系数与肝脏脂肪含量成线性关系， 通过引入3D模拟人 体腹部模型对超声肝肾回声比值和肝脏回声衰减系数进行标准化， 通过采用多元线性回归 分析从各形体测量参数和标化的超声定量指标中筛选可用于估算肝脏脂肪的主要定量参 数。 具体获取方法为： 先建立有关超声肝肾回声比值和超声肝脏回声衰减系数与肝脏脂肪 含量的线。
25、性方程， 即： CxH+ya+z， 其中， x、 y、 z为线性方程系数。 通过3D模拟人体腹部模型 多次测定肝脏脂肪含量、 超声肝肾回声比值及超声肝脏回声衰减系数， 取其平均值， 则可求 出线性方程系数x、 y、 z， 其中， 线性方程系数x、 y、 z也即定量参数， 通过这些定量参数和肝脏 回声衰减系数构成肝脏脂肪含量计算公式： 0035 S63H+168a-28。 0036 强度比获取模块55分别获取肝脏的回声强度和肾脏的回声强度， 然后获取其比值 H。 由此： 通过超声肝肾回声比值和肝脏回声衰减系数得到肝脏脂肪含量。 0037 本发明的技术效果是： 构建一种超声衰减系数补偿系统及肝脏脂。
26、肪检测系统， 包 括超声波发生器1、 超声波接收器2、 超声衰减系数获取模块4、 中心频率补偿模块、 肝脏脂肪 检测模块6， 所述超声波发生器1向肝脏部位发射脉冲超声波， 所述超声波接收器2接收超声 波的回声信号， 所述超声衰减系数获取模块4获取肝脏回声衰减系数， 所述中心频率补偿模 块以建立不同厚度的标准肝脏模体， 通过测量该标准肝脏模体的超声衰减系数与所述超声 衰减系数测量的衰减系数进行对比获取其补偿值， 通过补偿值获取补偿后的超声衰减系 数。 所述肝脏脂肪检测系统通过其线性相关得到肝脏脂肪含量公式。 所述肝脏脂肪检测系 统还通过建立3D标准模体的进行厚度补偿， 从而得到补偿后的超声衰减系。
27、数， 再据建立一 一对应关系， 从而得超声衰减系数对应的脂肪含量。 本专利技术方案通过肝脏的超声回波 信号得到的图像亮度层次值， 更准确地计算肝脏回声衰减系数， 然后通过肝肾回声强度对 比及肝脏回声衰减系数对肝脏脂肪定量检测。 方便简便实用， 准确可靠。 0038 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明， 不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在 不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换， 都应当视为属于本发明的 保护范围。 说 明 书 5/5 页 7 CN 104116524 B 7 图1 图2 说 明 书 附 图 1/1 页 8 CN 104116524 B 8 。