[发明专利]基于温控数学模型的医用超声探头表面温度控制方法

说明书

本发明涉及基于温控数学模型的医用超声探头表面温度控制方法。通过推导数学模型来对探头表面温度变化进行预测；模型中的未知常数通过温度传感器测得的多个温度数据点拟合得出，并且用于预测瞬态和稳态的温度变化；预测的结果将被用于指导系统参数调节，具体包括如下步骤：步骤1：通过温度传感器采集探头表面温度；步骤2：温度数据被用来回归分析计算探头的稳态温度；步骤3：比较分析得出的稳态温度和目标温度或温度阈值；步骤4：相应调节成像参数。本方法利用探头中温度传感器反馈的温度数据和传感器表面发热的数学模型对于探头温度和瞬态和稳态反应进行预测，并基于预测结果对于成像系统参数实施自适应调节，从而确保成像探头在安全温度范围内以最优化状态运行。

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，具体涉及一种基于温控数学模型的医用超声探头表面温度控制方法。

背景技术

医用超声成像过程中，探头发热是一个常见的问题。为保证病人的安全，多种措施被应用于控制超声探头成像时表面的温度，如采用限制发射功率、脉冲重复频率(PRF)、帧数，或者是采用主动式散热等。在经食道心脏超声波检查(TEE)中，探头的表面温度往往需要被更加密切监控，以确保温度升高不高于6℃，并且绝对温度不超过43℃。在目前的医疗实践中，TEE探头中的热传感器实时地监测其温度，一旦探头温度升至某一阈值，如41℃，成像系统就会发出警告并且更改成像参数，如降低发射功率、降低帧数至某一预设值，以确保探头的温度处于安全范围内。这些方法虽然能够防止探头过热，但同时会限制成像系统的表现。而且，这种突然的成像变化和频繁的警告也会对操作者造成不便。

现有的典型方案是一旦探头温度达到某个特定阈值时，便降低发射功率或帧频数至预设值。Art US 6,709,392 B1介绍了一种当温度达到阈值时降低发射功率的方法。ArtUS 8,165,364 B2介绍了一种让成 像系统在大部分时间内使用低帧数，只在短时间内使用高帧频数的方法来保持探头在安全范围内工作。

现有探头温度的典型控制方案的缺陷是成像系统无法以最佳状态运行。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中超声成像系统无法以最优化状态运行的不足，提供一种基于温控数学模型的医用超声探头表面温度控制方法。

本发明的技术解决方案是：基于温控数学模型的医用超声探头表面温度控制方法，通过推导数学模型来对探头表面温度变化进行预测；模型中的未知常数通过温度传感器测得的多个温度数据点拟合得出，并且用于预测瞬态和稳态的温度变化；预测的结果将被用于指导系统参数调节，具体包括如下步骤：

步骤1：通过温度传感器采集探头表面温度；

步骤2：温度数据被用来回归分析计算探头的稳态温度；

步骤3：比较分析得出的稳态温度和目标温度或温度阈值；

步骤4：相应调节成像参数。

本发明除了用于医用超声成像系统，也可以用于治疗性超声比如热疗和海扶系统，或者其他需要对于温度进行调控的系统。

本发明的有益效果是：本方法利用探头中温度传感器反馈的温度数据和传感器表面发热的数学模型对于探头温度和瞬态和稳态反应进行预测，并基于预测结果对于成像系统参数实施自适应调节，从而 确保成像探头在安全温度范围内以最优化状态运行。

附图说明

图1是本发明方法流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。