تخمین طیف سیگنال داپلرماورای صوت با استفاده از روشهای زمان - فرکانسی

داپلر ماورای صوت یک روش غیرمخرب برای مطالعه سرعت جریان خون در یک پریود قلب می باشد. داپلر ماورای صوت پالسی سرعت خون را با اندازه گیری شیفت داپلر بوجود آمده در فرکانس پرتوهای بازگشتی از سلولهای قرمز خون متحرک مشخص می کند. سلولهای قرمز خون دارای توزیع مکانی تصادفی هستند و جریان خون نیز پالسی است لذا سیگنال داپلر متغیر با زمان و تصادفی می باشد. اغتشاش جریان خون و تغییر در شکل موج سرعت منجر به افزایش پهنای باند سیگنال می گردد. روشهای قبلی که برای آنالیز طیف بکار برده می شدند از قبیل تخمین گرهای اتورگرسیو مرتبه دو و سه و بالاتر و یا روشهای مبتنی بر تبدیل فوریه سریع مثل تبدیل فوریه زمان کوتاه به نوعی سیگنال را ایستا فرض می کردند. توزیع های زمان - فرکانسی برای آنالیز سیگنالهای غیرایستا بکار می روند و تغییرات مولفه های فرکانسی را در زمانهای مختلف بررسی می کنند. این کار با تصویر کردن تابع یک بعدی از زمان به تابع دو بعدی از زمان و فرکانس انجام می شود. این روشها انرژی سیگنال را در موقعیت های زمان و فرکانس مختلف نشان می دهند و نیازی به ایستا بودن سیگنال در مدتی که آن را آنالیز می کنند ندارد. برای اندازه گیری سرعت چون خون در طول زمان یک پریود قلب نیاز به تخمین فرکانسهای موجود در سیگنال بازگشتی می باشد. در این پژوهش برای تخمین این فرکانسها از توزیعهای زمان - فرکانسی چو - ویلیام، ویگنروبسل و تبدیل موجک استفاده شده است. ابتدا برای سیگنال داپلر یک شبیه سازی انجام شده و سپس پارامترهای هریک از این روشها برای بدست آمدن بهتر سیگنال داپلر بهینه شده است. در نتیجه پارامتر ثابت برای توزیع بسل 5/3 و برای توزیع چو - ویلیام برابر 6 بدست آمده است. طول بهینه پنجره زمانی برای توزیع چو - ویلیام برابر 25 میلی ثانیه، برای توزیع بسل 15 میلی ثانیه و برای توزیع ویگنر 30 میلی ثانیه بدست آمد. برای تبدیل موجک کویفلت نیز تعداد سطوح تجزیه بهینه 8 بدست آمد. و این سطح نیز بهینه شد و برای نسبت سیگنال به نویزهای مختلف این روش ها مقایسه شد. در مجموع توزیع چو -ویلیام بهتر از سایر توزیع های زمان - فرکانسی عمل کرد و طیف را بهتر تخمین زد. نتایج تبدیل موجک نیز قابل رقابت و بعضا بهتر از نتایج توزیع های زمان - فرکانسی می باشد.