[發(fā)明專利]一種基于后向散射能量的超聲測溫裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011382290.2
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112345116B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瑋;孫海航;雷晟暄;王平;宋愛萍;趙宇航
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01K11/22
• 分類號: G01K11/22;G01K1/024;G01K1/022
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提供了一種基于后向散射能量的超聲測溫裝置與方法。包括：超聲波探頭，用于發(fā)射超聲波發(fā)射信號，同時接收超聲波反射信號；信號處理器，用于接收來自所述超聲波探頭采集的所述超聲波反射信號，以及向所述超聲波探頭發(fā)送所述超聲波發(fā)射信號；中央處理器，用于對所述信號處理器輸入的信號進(jìn)行影像輸出處理，計算出受檢人員的體溫；所述中央處理器提取的信號特征為射頻回傳信號的幅度，并計算出后向散射能量變化，確定相應(yīng)的溫度變化；本公開具有無電離輻射、高時間及空間分辨率、具有組織穿透性、測量成本較低和具有廣泛可用性等優(yōu)勢。避免了體溫受環(huán)境影響、紅外測溫槍無法得到受檢人員的真實體溫值的情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于后向散射能量的超聲測 溫裝置及方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在 先技術(shù)。

目前市場上主要的測溫槍是以紅外線測額溫為主；而這種紅外測溫槍往往 受到外部環(huán)境的影響，造成測溫結(jié)果與人體的真實體溫相差甚遠(yuǎn)，例如在冷氣 室內(nèi)，通過紅外測溫槍所得到的人體溫度往往受到室溫影響，測溫結(jié)果無法反 映人體的真實體溫；那么如何能夠獲得人體的真實體溫已經(jīng)成為了現(xiàn)在最緊迫 的問題。

超聲往往是指頻率大于2Mhz的聲波；又因為超聲在媒介中具有反射、折射、 衍射、散射等傳播規(guī)律，所以超聲往往用于檢測、清洗、診斷、治療等方向， 具有普遍的應(yīng)用。超聲在人體組織中的傳播過程往往會受到人體組織溫度的影 響，人體溫度往往會改變超聲的傳播時間和超聲的傳播強度。基于這個原理往 往采用超聲傳播速度的變化、超聲后向散射能量的變化、超聲的強度的變化及 超聲的剪切模量的變化來測量人體的溫度。

Borna Maraghechi等人于2019年提出了一種通過超聲后向散射能量變化的 測溫技術(shù)(Feasibility of detecting change in backscattered energy of acousticharmonics in locally heated tissues)。周圍介質(zhì)及亞波長散射體 的壓縮性和密度會影響散射截面。而散射體的壓縮性會隨著溫度的變化而變化， 導(dǎo)致散射系數(shù)的變化，而散射系數(shù)的變化可以通過測量可通過測量受檢組織的 后向散射功率與基線功率的變化來計算。通過以上原理，本專利通過后向散射 能量的變化來計算溫度的變化，進(jìn)而可以得到受檢組織的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本公開提供一種基于后向散射能量的超聲測溫裝置及 方法，相較于目前市面較為流行的紅外測溫槍，基于后向散射能量的超聲測溫 槍具有無電離輻射、高時間及空間分辨率、具有組織穿透性和具有廣泛可用性 等優(yōu)勢；避免了體溫受環(huán)境影響，紅外測溫槍無法得到受檢人員的真實體溫值 的情況；本公開還可以通過遠(yuǎn)程設(shè)備實時將所測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存記錄。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

本公開的第一方面提供一種基于后向散射能量的超聲測溫裝置，包括：

超聲波探頭，設(shè)置為超聲多陣元換能器，用于發(fā)射超聲波發(fā)射信號，同時 接收超聲波反射信號；

信號處理器，與所述超聲波探頭連接；所述信號處理器用于接收來自所述 超聲波探頭采集的所述超聲波反射信號，以及向所述超聲波探頭發(fā)送所述超聲 波發(fā)射信號；

中央處理器，與所述信號處理器連接；所述中央處理器用于對所述信號處 理器輸入的信號進(jìn)行影像輸出處理，計算出受檢人員的體溫；所述中央處理器 提取的信號特征為射頻回傳信號的幅度，并計算出后向散射能量變化，確定相 應(yīng)的溫度變化。

進(jìn)一步的，所述超聲測溫裝置還包括：

壓力傳感器，與所述中央處理器連接，當(dāng)所述壓力傳感器接收到壓力后通 知所述中央處理器，所述中央處理器用于將所述超聲波發(fā)射信號發(fā)送至所述超 聲波探頭；