[发明专利]超声换能器控制方法及控制系统

说明书

本发明提供一种超声换能器控制方法及控制系统，所述方法包括：获取换能器表面温升参数，所述换能器表面温升参数包括：导热系数、发射波形系数、扫查系数、电源发射电压、发射脉冲重复频率；根据所述换能器表面温升参数，获取换能器热模型；所述换能器热模型以表示；其中，ΔT表示换能器表面温升，κ表示导热系数，(Waveform)表示发射波形系数，ζ(ImageAngle，F‑number)表示扫查系数，Vrms表示电源发射的均方根电压，PRF表示发射脉冲重复频率。本发明的超声换能器控制方法及控制系统，根据超声换能器的当前状态自动监测其表面温升，同时，能够根据监测结果较精确的控制所述换能器的表面温升，进一步的，改善超声图像的质量。

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，尤其涉及一种超声换能器控制方法及控制系统。

背景技术

超声设备因为其无创性、实时性、操作方便、价格便宜等诸多优势，使其成为临床上应用最为广泛的诊断工具之一。

超声换能器是超声设备的关键部件，其是一种能量转换器，用于在超声频率范围内将交变的电信号转换成声信号或者将外界声场中的声信号转换为电信号；换能器处于发射状态时，其将电能转换为机械能，再将机械能转换为声能；在实际应用中，其将电信号转化成声波在待测组织中传播；所述换能器处于接受状态时，其将声能转换为机械能，再将机械能转换为电能；在实际应用中，其将待测组织反射回来的声波转化成电信号，之后，由超声设备对回波信号进行处理最后形成超声图像。

然而超声换能器处于发射状态时，电能并没有全部转换成声能，而是将其中的一部分电能转换为热能；该热能是在换能器的压电阵元电声转换过程中产生，而在实际应用中，该热能的表现形式为换能器表面温升变化。

安全标准中对超声换能器表面的温升有严格的要求和规定，参照国家标准GB9706.9和国际标准IEC 60601，该国家标准具体描述了对换能器工作温度的限制。

为了满足上述要求，现有技术中，通常的做法是，人工采用温度计等外接设备对所述换能器的表面温升进行测量，该中测量方式浪费人力成本，同时，测量结果并不是十分精准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声换能器控制方法及控制系统。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式的超声换能器控制方法，所述方法包括：获取换能器表面温升参数，所述换能器表面温升参数包括：导热系数、发射波形系数、扫查系数、电源发射电压、发射脉冲重复频率；

根据所述换能器表面温升参数，获取换能器热模型；

所述换能器热模型以

表示；

其中，ΔT表示换能器表面温升，κ表示导热系数，(Waveform)表示发射波形系数，ζ(ImageAngle，F-number)表示扫查系数，Vrms表示电源发射的均方根电压，PRF表示发射脉冲重复频率。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述换能器的导热系数的获取方法包括：

根据所述换能器的材料的热特性确定所述导热系数。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述换能器的发射波形系数的获取方法包括：

获取当前的发射波形，并获取所述发射波形的阻抗；

所述换能器的发射波形系数等于所述发射波形的阻抗。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述换能器的发射波形系数的获取方法包括：

若当前的发射波形为方波，则获取所述方波的发射频率和脉冲周期；

根据所述发射频率和脉冲周期确定所述换能器的发射波形系数。