一种基于透镜回波的超声探头自动切换系统及方法

技术领域

本发明涉及超声探头切换技术领域，尤其涉及一种基于透镜回波的超声探头自动切换系统及方法。

背景技术

随着超声仪器越老来越普及，超声图像临床诊断逐渐成为一种不可或缺的医学临床诊断手段。随着之而来的是，超声临床医师工作量越来越繁重。

一台超声仪器一般都支持多种类型探头，包括线阵、凸阵、相控阵以及腔内探头等等。针对不同的病人，超声临床医师会在不同类型的探头间不断切换。例如上一个病人为腹部检查，医师需要使用凸阵探头。下一个病人若为甲状腺检查，则医师需切换到线阵探头，以保证诊断结果的准确性。频繁的切换探头无形中增加了超声医师的工作量，故超声探头的自动切换尤为重要，可以将超声医师从繁琐的探头切换中解放出来，增加每天的诊断人数。

目前，主要通过在超声探头中增加额外的运动传感器，跟踪探头的移动来实现探头的自动切换。该种方式需要超声系统提供额外的信号链路，增加了超声系统的成本。

如公开号为CN105433983A的专利公开了一种超声诊断设备及切换超声探头工作状态的方法。该超声诊断设备包括：超声探头；接近传感器，设置在超声探头的第一设定位置，用于实时监测超声探头与目标物体的距离参数；控制器，与所述接近传感器电连接，用于根据所述接近传感器获得的距离参数，对超声探头进行工作状态的控制。上述专利虽然可以自动检测和切换超声探头工作状态，但是其是通过增加额外的传感器实现的，依然增加了超声系统的成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于透镜回波的超声探头自动切换系统及方法，利用超声探头表面透镜回波在医师使用过程中的变化特性实现探头的自动切换。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于透镜回波的超声探头自动切换方法，包括步骤：

S1.将超声探头与超声系统连接，将所有与超声系统连接的超声探头置于空气中，启动超声系统；

S2.实时监测各个超声探头透镜回波，并计算监测到的超声探头透镜回波与预先置于空气中的超声探头透镜回波的相关系数；

S3.判断计算得到的相关系数是否小于预设阈值，若否，则不做处理；若是，则切换当前超声探头。

进一步的，所述步骤S2之前还包括：

预先存储所有超声探头在空气中的透镜回波。

进一步的，所述步骤S2中计算监测到的超声探头透镜回波与预先置于空气中的超声探头透镜回波的相关系数，表示为：

其中，R

进一步的，所述步骤S3中的预设阈值为超声探头置于空气中时透镜回波的相关阈值。

相应的，还提供一种基于透镜回波的超声探头自动切换系统，包括：

启动模块，用于将超声探头与超声系统连接，将所有与超声系统连接的超声探头置于空气中，启动超声系统；

计算模块，用于实时监测各个超声探头透镜回波，并计算监测到的超声探头透镜回波与预先置于空气中的超声探头透镜回波的相关系数；

判断模块，用于判断计算得到的相关系数是否小于预设阈值。

进一步的，还包括：

预设模块，用于预先存储所有超声探头在空气中的透镜回波。

进一步的，所述计算模块中计算监测到的超声探头透镜回波与预先置于空气中的超声探头透镜回波的相关系数，表示为：

其中，R

进一步的，所述判断模块中的预设阈值为超声探头置于空气中时透镜回波的相关阈值。

进一步的，所述判断模块中判断计算得到的相关系数是否小于预设阈值，若否，则不做处理；若是，则切换当前超声探头。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过本发明的技术方案，超声医师在使用时只需要用手轻轻触摸超声探头透镜表面，超声系统即可自动实现超声探头的切换，简单有效的实现超声系统探头自动切换；

2、本发明采用透镜回波的方式即可实现探头的自动切换，无需额外的传感器，降低超声系统成本。

附图说明

图1是实施例一提供的一种基于透镜回波的超声探头自动切换方法流程图；

图2是实施例一提供的超声探头的组成示意图；

图3是实施例二提供的一种基于透镜回波的超声探头自动切换系统结构图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于透镜回波的超声探头自动切换系统及方法。

实施例一

本实施例提供的一种基于透镜回波的超声探头自动切换方法，如图1所示，包括步骤：

S11.将超声探头与超声系统连接，将所有与超声系统连接的超声探头置于空气中，启动超声系统；

S12.实时监测各个超声探头透镜回波，并计算监测到的超声探头透镜回波与预先置于空气中的超声探头透镜回波的相关系数；

S13.判断计算得到的相关系数是否小于预设阈值，若否，则不做处理；若是，则切换当前超声探头。

需要说明的是，本实施例的执行主体为超声系统。

在本实施例中，超声探头的组成如图2所示，包括背衬、压电陶瓷、匹配层、透镜。

由于透镜声阻抗与探测介质的不匹配，压电陶瓷产生的超声波会在透镜表面形成反射，即透镜回波。探测介质不同，透镜回波也会不同。基于此，本实施例提出一种基于透镜回波变化的超声探头自动切换系统与方法，超声医师只需要用手轻轻触摸超声探头透镜表面，超声系统即可自动实现超声探头的切换。

其中，产生透镜回波的方法具体为：

透镜回波本质为声波在阻抗不匹配界面出现的声学反射现象，其原理与光学反射一致。

超声换能器通过压电效应将电信号转换为声波，并传播。发射波形电信号作用到换能器上，换能器通过逆压电效应转换为声波，声波进入透镜，在透镜与空气界面产生透镜反射波，反射波作为声波反向传播至换能器表面。换能器通过正压电效应将透镜反射波转换为透镜回波电信号，即为透镜回波。

在步骤S11中，将超声探头与超声系统连接，将所有与超声系统连接的超声探头置于空气中，启动超声系统。

在出厂前要进行透镜回波的采集与存储，具体为：

首先将超声探头与超声系统连接，并将当前所有的超声探头置于空气中；然后将超声系统的发射频率设置为探头的中心频率，发射波形持续时间设置为1个周期，发射电压设置为10V；最后启动超声系统，此时超声系统采集并存储各类型探头透镜表面的回波信号s(n)。本实施例中预先存储各种类型探头在空气中的透镜回波s(n)，通过实时监测超声医师使用过程汇总各探头透镜回波与存储的透镜回波相关系数实现探头的自动切换。

需要说明的是，在一个超声系统中可以接入多个不同类型的超声探头，以满足可以通过一台超声设备检测不同的病状。

在步骤S12中，实时监测各个超声探头透镜回波，并计算监测到的超声探头透镜回波与预先置于空气中的超声探头透镜回波的相关系数。

当超声临床医师在使用超声系统时，超声系统会实时监测与超声系统连接的所有的超声探头的透镜回波s

当系统监测到某一超声探头的透镜回波s

其中，计算监测到的该超声探头的透镜回波s

其中，R

在步骤S13中，判断计算得到的相关系数是否小于预设阈值，若否，则不做处理；若是，则切换当前超声探头。

当步骤S12中计算得到相关系数R

若R

若R

通过本实施例的技术方案，当医师上一个检查所采用的探头为凸阵探头，当医师此次检查所需要的探头为线阵探头时，不需要医生手动切换探头，医生可直接拿起线阵探头进行操作，这是由于，系统实时监测带了线阵探头的透镜回波发生了变换，且通过计算得到R

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、通过本实施例的技术方案，超声医师在使用时只需要用手轻轻触摸超声探头透镜表面，超声系统即可自动实现超声探头的切换，简单有效的实现超声系统探头自动切换；

2、本实施例采用透镜回波的方式即可实现探头的自动切换，无需额外的传感器，降低超声系统成本。

实施例二

本实施例提供一种基于透镜回波的超声探头自动切换系统，如图2所示，包括：

启动模块11，用于将超声探头与超声系统连接，将所有与超声系统连接的超声探头置于空气中，启动超声系统；

计算模块12，用于实时监测各个超声探头透镜回波，并计算监测到的超声探头透镜回波与预先置于空气中的超声探头透镜回波的相关系数；

判断模块13，用于判断计算得到的相关系数是否小于预设阈值。

进一步的，还包括：

预设模块，用于预先存储所有超声探头在空气中的透镜回波。

进一步的，所述计算模块12中计算监测到的超声探头透镜回波与预先置于空气中的超声探头透镜回波的相关系数，表示为：

其中，R

进一步的，所述判断模块13中的预设阈值为超声探头置于空气中时透镜回波的相关阈值。

进一步的，所述判断模块13中判断计算得到的相关系数是否小于预设阈值，若否，则不做处理；若是，则切换当前超声探头。

需要说明的是，本实施例提供的一种基于透镜回波的超声探头自动切换系统与实施例一类似，在此不多做赘述。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、通过本实施例的技术方案，超声医师在使用时只需要用手轻轻触摸超声探头透镜表面，超声系统即可自动实现超声探头的切换，简单有效的实现超声系统探头自动切换；

2、本实施例采用透镜回波的方式即可实现探头的自动切换，无需额外的传感器，降低超声系统成本。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。