超聲設備的控制方法及系統與流程

2023-08-06 16:04:51

本發明涉及超聲領域，尤其涉及一種超聲設備的控制方法及系統。

背景技術：

隨著電子學、計算機、材料科學等相關領域技術的發展；超聲成像因其無創性、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輔助診斷的手段之一；其中，用於超聲成像的超聲診斷設備，至少由超聲主機和超聲探頭連接組成；該超聲診斷設備工作過程中，超聲主機發射正負電脈衝激勵超聲探頭，以對被測物產生發射聲波；超聲探頭接收被測物內部的反射聲波並將之轉化為電脈衝給超聲主機，超聲主機處理電脈衝信號，轉換為超聲圖像進行輸出。超聲應用中，很多場合需要正負對稱的電脈衝來激勵探頭產生正負對稱的聲波，讓同相聲波和反相聲波相互抵消，實現所需要的組織成像；電源電壓幅度的正負對稱性，決定了激勵脈衝的正負對稱性，上述正負電脈衝的幅度誤差會造成發射聲波的不對稱，進而影響成像質量。

傳統的解決方案中，通過變壓器產生幅度對稱的正負輸出電壓；然而，在實際使用中，由於變壓器受制於製造工藝，繞組的對稱性誤差大，故無法輸出精確對準的正負電壓值。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種超聲設備的控制方法及系統。

為實現上述目的之一，本發明一實施方式的超聲設備的控制方法，所述方法包括： S1、採集超聲設備的控制量，所述控制量為超聲探頭穩定運行時的預定輸入電壓變量值；

以及實時採集超聲探頭接收到的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值；

所述第一電壓輸出值為正電壓輸出值或負電壓輸出值其中的一種；所述第二電壓輸出值為正電壓輸出值或負電壓輸出值其中的另一種；

S2、判斷所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的差值e2是否同時為零；

若是，直接執行步驟S3；

若否，調整第一電壓輸出值和/或第二電壓輸出值，使所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的差值e2同時為零後，再執行步驟S3；

S3、同時接收第一電壓輸出值和第二電壓輸出值，以產生發射聲波至被測物；

S4、接收被測物反射聲波並將其轉化為電脈衝；

S5、將所述電脈衝信號轉換為超聲圖像，並輸出所述超聲圖像。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述步驟S2具體包括：

若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2不為零，則保持第一電壓輸出值，並對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述步驟S2具體包括：

若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1不為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2為零；

則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零後；

再對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述步驟S2具體包括：

若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1不為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2為零；

則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，並在每次調節第一電壓輸出值的同時，均對第二電壓輸出值同時執行誤差收斂操作，以保持所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2始終為零。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述步驟S2具體包括：

若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2均不為零；

則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零後；

判斷所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2是否為零，

若是，進入步驟S3；

若否，對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，當所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零後，進入步驟S3。

為實現上述目的之一，本發明一實施方式的超聲設備的控制系統，所述系統包括：電壓採集模塊，用於採集超聲設備的控制量，所述控制量為超聲探頭穩定運行時的預定輸入電壓變量值；

以及實時採集超聲探頭接收到的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值；

所述第一電壓輸出值為正電壓輸出值或負電壓輸出值其中的一種；所述第二電壓輸出值為正電壓輸出值或負電壓輸出值其中的另一種；

電壓處理模塊，用於判斷所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的差值e2是否同時為零；

若是，依據當前的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值驅動超聲主機對所述超聲探頭髮射正負脈衝；

若否，調整第一電壓輸出值和/或第二電壓輸出值，使所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的差值e2同時為零後，再依據當前的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值驅動超聲主機對所述超聲探頭髮射正負脈衝；

脈衝處理模塊，同時接收第一電壓輸出值和第二電壓輸出值，以產生發射聲波至被測物；

接收被測物反射聲波並將其轉化為電脈衝；

圖像處理輸出模塊，用於將所述電脈衝信號轉換為超聲圖像，並輸出所述超聲圖像。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述電壓處理模塊具體用於：

若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2不為零，則保持第一電壓輸出值，並對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述電壓處理模塊具體用於：

若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1不為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2為零；

則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零後；

再對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述電壓處理模塊具體用於：

若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1不為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2為零；

則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，並在每次調節第一電壓輸出值的同時，均對第二電壓輸出值同時執行誤差收斂操作，以保持所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2始終為零。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述電壓處理模塊具體用於：

若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2均不為零；

則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零後；

判斷所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2是否為零，

若是，依據當前的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值驅動超聲主機對所述超聲探頭髮射正負脈衝；

若否，對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，當所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零後，依據當前的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值驅動超聲主機對所述超聲探頭髮射正負脈衝。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明的超聲設備的控制方法及系統，通過一個控制量同時調節電源正負電壓幅值、使輸送至所述超聲探頭的正負電壓幅值的對稱性自動保持，無需其它介入，減少工藝誤差，提高了正負電壓輸出對稱性的精度，進而保證成像質量。

附圖說明

圖1是本發明一實施方式中超聲設備的控制方法的流程示意圖；

圖2是本發明一實施方式中超聲設備的控制系統的模塊示意圖；

圖3是本發明一實施方式中超聲設備中激勵電源的基本組成框架示意圖；

圖4是對應圖3所示激勵電源的電路組成框架示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。但這些實施方式並不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護範圍內。

如圖1所示，本發明一實施方式中，超聲設備的控制方法，所述方法包括：

S1、採集超聲設備的控制量，所述控制量為超聲探頭穩定運行時的預定輸入電壓變量值；以及實時採集超聲探頭接收到的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值；所述第一電壓輸出值為正電壓輸出值或負電壓輸出值其中的一種；所述第二電壓輸出值為正電壓輸出值或負電壓輸出值其中的另一種。

進一步的，本發明一實施方式中，所述方法還包括：S2、判斷所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的差值e2是否同時為零；若是，直接執行步驟S3；若否，調整第一電壓輸出值和/或第二電壓輸出值，使所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的差值e2同時為零後，再執行步驟S3。

本發明優選實施方式中，所述步驟S2具體包括：若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2不為零，則保持第一電壓輸出值，並對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零。

本發明優選實施方式中，所述步驟S2具體包括：若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1不為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2為零；則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零後；再對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零。

本發明優選實施方式中，所述步驟S2具體包括：若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1不為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2為零；則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，並在每次調節第一電壓輸出值的同時，均對第二電壓輸出值同時執行誤差收斂操作，以保持所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2始終為零。

本發明優選實施方式中，所述步驟S2具體包括：若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2均不為零； 則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零後；判斷所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2是否為零，若是，進入步驟S3；若否，對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，當所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零後，進入步驟S3。

結合圖3所示，本發明一具體示例中，超聲設備中激勵電源包括：用於提供輸入電壓值的正負電源單元，正電壓輸出單元、負電壓輸出單元、正負壓自動調節單元，以及控制量輸入單元；

超聲設備運行過程中，正負電源單元持續提供電壓給正電壓輸出單元、負電壓輸出單元，正負電源單元對正電壓輸出單元、負電壓輸出單元分別產生的電壓輸出進行收集，同時，正負電源單元收集控制量輸入單元的參數變量，並按照上述步驟S2的方法進行判斷，是否需要對輸入電壓值進行調整，以及調整幅度，進一步的，將調整結果再次輸入值正負電源單元進行循環操作，如此，實時監測並保持對超聲探頭的輸入電壓值。

結合圖4所示，激勵電源的電路實現，由第一絕對值差值電路、第二絕對值差值電路、第一誤差收斂電路、第二誤差收斂電路相互連接組成。

第一絕對值差值電路用於採集正電壓輸出單元的正電壓輸出值O1以及控制量輸入單元的參數變量K1，並將其絕對值差值e1送入第一誤差收斂電路，當e1不為零時，第一誤差收斂電路按照上述步驟S2所示方法調節正電壓輸出值，並將其調整後的結果輸出，循環發送至上述第一絕對值差值電路中；

第二絕對值差值電路用於採集正電壓輸出單元的正電壓輸出值O1以及負電壓輸出單元的負電壓輸出值O2，並將其絕對值差值e2送入第二誤差收斂電路，當e2不為零時，第二誤差收斂電路按照上述步驟S2所示方法調節負電壓輸出值，並將其調整後的結果輸出，循環發送至上述第二絕對值差值電路中；如此，使輸送至所述超聲探頭的正負電壓幅值的對稱性自動保持。

進一步的，本發明一實施方式中，所述方法還包括：S3、同時接收第一電壓輸出值和第二電壓輸出值，以產生發射聲波至被測物。

本發明具體示例中，超聲探頭接收超聲主機發射的正負電脈衝以產生發射聲波至被測物；所述超聲主機發射的正負電脈衝為上述調整後的正負對稱的脈衝信號，該信號激勵超聲探頭產生正負對稱的聲波，讓同相聲波和反相聲波相互抵消，實現所需要的組織成像；

進一步的，所述方法還包括：S4、接收被測物反射聲波並將其轉化為電脈衝。

本發明具體實施方式中，所述超聲探頭接收被測物反射聲波並將其轉化為電脈衝返回至所述超聲主機。

S5、將所述電脈衝信號轉換為超聲圖像，並輸出所述超聲圖像。

本發明具體實施方式中，超聲主機將所述電脈衝信號轉換為超聲圖像，並輸出所述超聲圖像。

如此，使輸送至所述超聲探頭的正負電壓幅值的對稱性自動保持，無需其它介入，減少工藝誤差，提高了正負電壓輸出對稱性的精度，進而保證成像質量。

結合圖2所示，本發明一實施方式，提供的超聲設備的控制系統包括：電壓採集模塊100、電壓處理模塊200、脈衝處理模塊300、圖像處理輸出模塊400。

電壓採集模塊100用於採集超聲設備的控制量，所述控制量為超聲探頭穩定運行時的預定輸入電壓變量值；以及實時採集超聲探頭接收到的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值；所述第一電壓輸出值為正電壓輸出值或負電壓輸出值其中的一種；所述第二電壓輸出值為正電壓輸出值或負電壓輸出值其中的另一種。

進一步的，電壓處理模塊200用於判斷所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的差值e2是否同時為零；若是，依據當前的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值驅動超聲主機對所述超聲探頭髮射正負脈衝；若否，調整第一電壓輸出值和/或第二電壓輸出值，使所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的差值e2同時為零後，再依據當前的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值驅動超聲主機對所述超聲探頭髮射正負脈衝。

本發明優選實施方式中，電壓處理模塊200具體用於：若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2不為零，則保持第一電壓輸出值，並對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零。

本發明優選實施方式中，電壓處理模塊200具體用於：若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1不為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2為零；則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零後；再對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零。

本發明優選實施方式中，電壓處理模塊200具體用於：若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1不為零，所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2為零；則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，並在每次調節第一電壓輸出值的同時，均對第二電壓輸出值同時執行誤差收斂操作，以保持所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2始終為零。

本發明優選實施方式中，電壓處理模塊200具體用於：若第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1、所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對差值e2均不為零； 則對所述第一電壓輸出值執行誤差收斂操作，直至所述第一電壓輸出值與所述控制量的絕對值差值e1為零後；判斷所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2是否為零，若是，依據當前的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值驅動超聲主機對所述超聲探頭髮射正負脈衝；若否，對第二電壓輸出值執行誤差收斂操作，當所述第二電壓輸出值與所述第一電壓輸出值的絕對值差值e2為零後，依據當前的第一電壓輸出值以及第二電壓輸出值驅動超聲主機對所述超聲探頭髮射正負脈衝。。

脈衝處理模塊300用於：同時接收第一電壓輸出值和第二電壓輸出值，以產生發射聲波至被測物。

本發明具體示例中，脈衝處理模塊300具體用於通過超聲探頭接收超聲主機發射的正負電脈衝以產生發射聲波至被測物；所述超聲主機發射的正負電脈衝為上述調整後的正負對稱的脈衝信號，該信號激勵超聲探頭產生正負對稱的聲波，讓同相聲波和反相聲波相互抵消，實現所需要的組織成像。

進一步的，脈衝處理模塊300還用於接收被測物反射聲波並將其轉化為電脈衝。本發明具體實施方式中，脈衝處理模塊300具體用於所述超聲探頭接收被測物反射聲波並將其轉化為電脈衝返回至所述超聲主機。

圖像處理輸出模塊400用於將所述電脈衝信號轉換為超聲圖像，並輸出所述超聲圖像。本發明具體實施方式中，圖像處理輸出模塊400具體用於通過超聲主機將所述電脈衝信號轉換為超聲圖像，並輸出所述超聲圖像。

如此，使輸送至所述超聲探頭的正負電壓幅值的對稱性自動保持，無需其它介入，減少工藝誤差，提高了正負電壓輸出對稱性的精度，進而保證成像質量。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統和模塊的具體工作過程，可參考前述方法實施方式中的對應過程，在此不再贅述。

綜上所述，本發明的超聲設備的控制方法及系統，通過一個控制量同時調節電源正負電壓幅值、使輸送至所述超聲探頭的正負電壓幅值的對稱性自動保持，無需其它介入，減少工藝誤差，提高了正負電壓輸出對稱性的精度，進而保證成像質量。

為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種模塊分別描述。當然，在實施本發明時可以把各模塊的功能在同一個或多個軟體和/或硬體中實現。

以上所描述的裝置實施方式僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡模塊上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施方式方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解並實施。

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們並非用以限制本發明的保護範圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護範圍之內。