[發明專利]測量超聲診斷設備探頭表面溫度的方法

有效

• 申請號: 200910182766.5
• 申請日: 2009-09-07
• 公開（公告）號: CN101660955A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 尚春紅;趙明昌;陸堅
• 申請（專利權）人: 無錫祥生科技有限公司
• 主分類號: G01K7/22
• 分類號: G01K7/22;A61B8/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 曹祖良

1.一種測量超聲診斷設備探頭表面溫度的方法，其特征是：在探頭的熱點處安置一個溫度傳感器，所述溫度傳感器所測得的溫度值經過A/D轉換器之后，由環境溫度估計模塊處理，估計出當前的環境溫度；再經過探頭表面溫度計算模塊的處理，得出探頭表面溫度，交給超聲診斷設備的控制器作進一步處理；所述環境溫度估計模塊和探頭表面溫度計算模塊工作所使用的參數值均儲存在超聲診斷設備的存儲器中；

在探頭使用之前先進行離線測量和計算，方法如下：

步驟1：控制水箱的溫度為一初始恒定值TA1，令i＝1；

步驟2：將水箱溫度記為T_amb(i)；

步驟3：將探頭放入水箱中，使其正常工作，緊貼探頭表面中心位置放一個高精度的溫度計，讀取探頭表面溫度，使其達到初始值T1，令j＝1；

步驟4：將探頭表面溫度記為T_surface(i，j)，同時記錄探頭中溫度傳感器經A/D轉換器變換后的溫度值T_sensor(i，j)；按照A/D轉換器的采樣頻率Sa，連續記錄T_sensor(i，j)的值，并存入信號序列Seq1(i)中；

步驟5：探頭表面溫度每升高1℃，令j加1，并重復步驟4，直至探頭表面溫度達到另外一個設定值T2為止，期間總共記錄的T_sensor(i，j)的個數為M＝T2-T1+1，采樣時間為Ti，形成的信號序列Seq1(i)的長度為Sa×Ti；

步驟6：使探頭停止工作，從而使得探頭表面溫度下降，再讀取探頭表面溫度T_surface(i，j)，從T2開始，每下降1℃，令j減1，并記錄一次探頭中溫度傳感器經A/D轉換器變換后的溫度值T_sensor(i，j)，和步驟5中的對應T_sensor(i，j)求平均；同時按照A/D轉換器的采樣頻率Sa，連續記錄T_sensor(i，j)的值，并存入信號序列Seq2(i)中，直至探頭表面溫度下降到T1為止，期間形成的信號序列Seq2(i)的長度為Sa×Ti；

步驟7：計算溫度傳感器的最優化參數α_i

αi=Σj=1M[Tsensor(i,j)-Tsurface(i,j)][Tamb(i)-Tsurface(i,j)]Σj=1M[Tamb(i)-Tsurface(i,j)]2]]>

步驟8：改變水箱的溫度，使其增加1℃，令i加1，再重復上述步驟2-8，直至水箱的溫度增至一個預先設定的溫度值TA2，期間總共記錄的T_amb(i)的個數為N＝TA2-TA1+1；

探頭工作時，所述環境溫度估計模塊估計當前環境溫度的方法如下：

步驟1：累積A/D轉換器的采樣信號，直至收集夠Tt秒，形成一個長度為Sa×Tt的序列Seq3；

步驟2：令i＝1；

步驟3：分別計算Seq3和Seq1(i)、Seq2(i)的互相關序列：

r31,i(k)=Σn=0Sa×Tt-1Seq3(n)Seq1(i)(n+k)/[Σn=0Sa×Tt-1Seq3(n)2Σn=0Sa×Tt-1Seq1(i)(n+k)2]1/2]]>

r32,i(k)=Σn=0Sa×Tt-1Seq3(n)Seq2(i)(n+k)/[Σn=0Sa×Tt-1Seq3(n)2Σn=0Sa×Tt-1Seq2(i)(n+k)2]1/2]]>

其中，r_31，i(k)和r_32，i(k)分別是長度為Sa×Tt+Sa×Ti-1的序列，1-Sa×Tt≤k≤Sa×Ti-1；

步驟4：在r_31，i(k)序列中搜索最大值，同時在r_32，i(k)序列中搜索最大值，在這兩個最大值中再取最大值，記為m_i；

步驟5：令i加1，重復步驟3-5，直至i＞N為止；

步驟6：在m₁，m₂，...，m_N中搜索最大值，記為m_l；

步驟7：判斷m_l是否大于某個事先設定的閾值S，0.9≤S＜1.0，如果大于則轉步驟9，否則轉步驟1；

步驟8：判斷T_amb(l)和上一次環境溫度的估計值T_prev之間的差異是否小于某個事先設定的閾值T_dif，閾值T_dif取2，如果大于則轉步驟9，否則轉步驟1；

步驟9：將T_amb(l)保存為T_prev，同時作為環境溫度的估計值輸出；

探頭表面溫度計算模塊計算探頭表面溫度的方法如下：

步驟1：由A/D轉換器獲得T_sensor(i，j)；

步驟2：由環境溫度估計模塊獲得T_amb(i)；

步驟3：從存儲器中查找跟T_amb(i)所對應的α_i；

步驟4：由下式計算探頭表面溫度T_surface(i，j)，并輸出給超聲診斷設備的控制器，

T_surface(i，j)＝(T_sensor(i，j)-α_iT_amb(i))/(1-α_i)。