[發明專利]超聲換能器控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 201610045518.6
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105496460B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 吳方剛;陳惠人
• 申請（專利權）人: 飛依諾科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發明提供一種超聲換能器控制方法及控制系統，所述方法包括：獲取換能器表面溫升參數，所述換能器表面溫升參數包括：導熱系數、發射波形系數、掃查系數、電源發射電壓、發射脈沖重復頻率；根據所述換能器表面溫升參數，獲取換能器熱模型；所述換能器熱模型以表示；其中，ΔT表示換能器表面溫升，κ表示導熱系數，(Waveform)表示發射波形系數，ζ(ImageAngle，F?number)表示掃查系數，Vrms表示電源發射的均方根電壓，PRF表示發射脈沖重復頻率。本發明的超聲換能器控制方法及控制系統，根據超聲換能器的當前狀態自動監測其表面溫升，同時，能夠根據監測結果較精確的控制所述換能器的表面溫升，進一步的，改善超聲圖像的質量。

技術領域

本發明屬于超聲成像技術領域，尤其涉及一種超聲換能器控制方法及控制系統。

背景技術

超聲設備因為其無創性、實時性、操作方便、價格便宜等諸多優勢，使其成為臨床上應用最為廣泛的診斷工具之一。

超聲換能器是超聲設備的關鍵部件，其是一種能量轉換器，用于在超聲頻率范圍內將交變的電信號轉換成聲信號或者將外界聲場中的聲信號轉換為電信號；換能器處于發射狀態時，其將電能轉換為機械能，再將機械能轉換為聲能；在實際應用中，其將電信號轉化成聲波在待測組織中傳播；所述換能器處于接受狀態時，其將聲能轉換為機械能，再將機械能轉換為電能；在實際應用中，其將待測組織反射回來的聲波轉化成電信號，之后，由超聲設備對回波信號進行處理最后形成超聲圖像。

然而超聲換能器處于發射狀態時，電能并沒有全部轉換成聲能，而是將其中的一部分電能轉換為熱能；該熱能是在換能器的壓電陣元電聲轉換過程中產生，而在實際應用中，該熱能的表現形式為換能器表面溫升變化。

安全標準中對超聲換能器表面的溫升有嚴格的要求和規定，參照國家標準GB9706.9和國際標準IEC 60601，該國家標準具體描述了對換能器工作溫度的限制。

為了滿足上述要求，現有技術中，通常的做法是，人工采用溫度計等外接設備對所述換能器的表面溫升進行測量，該中測量方式浪費人力成本，同時，測量結果并不是十分精準。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超聲換能器控制方法及控制系統。

為了實現上述發明目的之一，本發明一實施方式的超聲換能器控制方法，所述方法包括：獲取換能器表面溫升參數，所述換能器表面溫升參數包括：導熱系數、發射波形系數、掃查系數、電源發射電壓、發射脈沖重復頻率；

根據所述換能器表面溫升參數，獲取換能器熱模型；

所述換能器熱模型以

表示；

其中，ΔT表示換能器表面溫升，κ表示導熱系數，(Waveform)表示發射波形系數，ζ(ImageAngle，F-number)表示掃查系數，Vrms表示電源發射的均方根電壓，PRF表示發射脈沖重復頻率。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述換能器的導熱系數的獲取方法包括：

根據所述換能器的材料的熱特性確定所述導熱系數。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述換能器的發射波形系數的獲取方法包括：

獲取當前的發射波形，并獲取所述發射波形的阻抗；

所述換能器的發射波形系數等于所述發射波形的阻抗。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述換能器的發射波形系數的獲取方法包括：

若當前的發射波形為方波，則獲取所述方波的發射頻率和脈沖周期；

根據所述發射頻率和脈沖周期確定所述換能器的發射波形系數。