多阵元超声换能器的对位方法、装置、系统和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多阵元超声换能器的对位方法，包括：确定所述多阵元超声换能器沿与第一对位方向的旋转轴垂直的方向对称设置的第一阵元和第二阵元；先后选通所述第一阵元和第二阵元，利用选通的阵元对反射靶进行扫描，并根据所述反射靶反射回的回波信号到时t，确定所述探头的位姿调整参数；根据所述位姿调整参数，调整所述探头的位姿。本发明专利技术还公开了一种多阵元超声换能器的对位装置、系统和存储介质。本发明专利技术可以无需人工参与的实现对多阵元超声换能器的对位。

【技术实现步骤摘要】
多阵元超声换能器的对位方法、装置、系统和存储介质
本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种多阵元超声换能器的对位方法、装置、系统和存储介质。
技术介绍
超声探头是医学超声成像系统中最为关键的声学部件，一般是由多个阵元组成，每一个阵元都是一个单独的超声换能器件，这些阵元均匀排布成平面或凸面形状。对于超声换能器使用特性的评估，主要是通过对回波测量数据和声场分布特性测量数据进行处理来实现。而超声换能器进行回波测量时，，需要对超声换能器进行对位，以使能够找到最佳测量位置使得测量结果更为准确。而现有的回波测量系统中，在对多阵元超声换能器的对位无法实现自动控制，需要人工调试找到最佳测量位置，十分不便且耗时长。因此，如何提供一种无需人工参与的多阵元超声换能器对位方法成为目前需要解决的一个技术问题。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种多阵元超声换能器的对位方法，旨在解决如何提供一种无需人工参与的多阵元超声换能器对位方法的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种多阵元超声换能器的对位方法，所述多阵元超声换能器包括均匀分布在一个探头上的多个阵元，所述多阵元超声换能器的对位方法包括以下步骤：确定所述多阵元超声换能器沿与第一对位方向的旋转轴垂直的方向对称设置的第一阵元和第二阵元；先后选通所述第一阵元和第二阵元，利用选通的阵元对反射靶进行扫描，并根据所述反射靶反射回的回波信号到时t，确定所述探头的位姿调整参数；根据所述位姿调整参数，调整所述探头的位姿。可选地，所述位姿调整参数包括探头的旋转方向和旋转幅度，所述根据所述反射靶反射回的回波信号到时t，确定所述探头的位姿调整参数的步骤包括：计算第一阵元选通时反射靶返回的第一回波信号到时t1和第二阵元选通时反射靶返回的第二回波信号到时t2之间的到时差值；当所述到时差值的绝对值大于到时阈值t0时，根据所述到时差值的正负确定所述探头的旋转方向，根据所述到时差值的绝对值确定所述探头的旋转幅度，所述第一对位方向的旋转轴为多个阵元的均匀分布方向。可选地，所述多阵元超声换能器的对位方法还包括：控制所述探头在第二对位方向上运动，同时利用选通的阵元对反射靶进行扫描，并根据所述反射靶反射回的多个第三回波信号，确定所述探头在所述第二对位方向上回波幅度的峰值位置；控制所述探头运动至所确定的峰值位置，完成对探头在所述第二对位方向上的对位。可选地，所述控制所述探头运动至所确定的峰值位置的步骤之后还包括：将当前确定的峰值位置记录为第一目标位置；调整所述选通的阵元的扫描参数，并按照调整后的扫描参数对反射靶进行扫描，重新确定所述探头在所述第二对位方向上回波幅度的峰值位置，并将其作为第二目标位置；计算所述第一目标位置和所述第二目标位置在所述第二对位方向上的差值绝对值，并比较所述差值绝对值与预设值的大小；若所述差值绝对值小于或等于所述预设值，则将所述第二目标位置作为所述探头的最终移动位置，控制所述探头运动至所述第二目标位置。可选地，所述确定所述多阵元超声换能器沿第一对位方向的旋转轴对称设置的第一阵元和第二阵元的步骤之前还包括：以水平面为X-Y平面，多个阵元的均匀分布方向为Y轴，垂直于水平面的方向为Z轴建立三维坐标系；所述反射靶的一个切面与水平面平行；确定所述第一对位方向为以Y轴为旋转轴的旋转方向，所述第二对位方向包括Z轴方向和以X轴为旋转轴的旋转方向。可选地，所述根据所述反射靶反射回的多个第三回波信号，确定所述探头在所述第二对位方向上回波幅度的峰值位置的步骤包括：计算多个第三回波信号的多个参考值；所述参考值包括第三回波信号的波峰峰值或回波包络；拟合多个参考值，获得波峰峰值最大的第三回波信号；将所述波峰峰值最大的第三回波信号对应的扫描位置，确定为所述探头在所述第二对位方向上回波幅度的峰值位置。可选地，所述第一回波信号、第二回波信号和第三回波信号中均携带与回波信号对应的扫描点的三维坐标信息。为实现上述目的，本专利技术还提供一种多阵元超声换能器的对位装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多阵元超声换能器的对位程序，所述多阵元超声换能器的对位程序被所述处理器执行时实现如上述的多阵元超声换能器的对位方法的步骤。为实现上述目的，本专利技术还提供一种多阵元超声换能器的对位系统，所述超声换能器的对位系统包括：反射靶、依次电连接的所述多阵元超声换能器的对位装置、探头和机械臂；所述超声换能器通过设置在所述机械臂上的夹具夹持在所述机械臂上。为实现上述目的，本专利技术还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有多阵元超声换能器的对位程序，所述多阵元超声换能器的对位程序被处理器执行时实现如上述的多阵元超声换能器的对位方法的步骤。本专利技术实施例提出的一种多阵元超声换能器的对位方法、装置、系统和存储介质，通过利用选通的阵元对反射靶进行扫描，获得由反射靶反射回的第一回波信号，选通与该阵元对称的对称阵元，利用所述对称阵元对反射靶进行扫描，获得由反射靶反射回的第二回波信号，计算第一回波信号的回波到时以及第二回波信号的回波到时之间的到时差值，根据到时差值以多个阵元的分布方向为旋转轴调整探头的位姿，其中，在到时差值为零时探头的位姿为多阵元超声换能器的最佳测量位置，通过到时差值调整探头的位姿，即可将探头调整至最佳测量位置，实现了对多阵元超声换能器的自动对位，无需人工参与，十分方便。附图说明图1为本专利技术实施例方案涉及的多阵元超声换能器的对位系统的功能模块示意图；图2为本专利技术实施例方案涉及的多阵元超声换能器的对位系统的的结构示意图；图3为本专利技术实施例方案涉及的多阵元超声换能器的对位系统的的终端结构示意图；图4为本专利技术多阵元超声换能器的对位方法第一实施例的流程示意图；图5为本专利技术多阵元超声换能器的对位方法第一实施例的第一阵元和第二阵元的分布示意图；图6为图4中多阵元超声换能器的对位方法第一实施例的步骤S400的细化流程示意图；图7为本专利技术多阵元超声换能器的对位方法第一实施例中建立的三维坐标系示意图；图8为图4中多阵元超声换能器的对位方法第一实施例的步骤S410的细化流程示意图；图9为本专利技术多阵元超声换能器的对位方法第二实施例的流程示意图；图10为图9中多阵元超声换能器的对位方法第二实施例的步骤S900的细化流程示意图；图11为图9中多阵元超声换能器的对位方法第二实施例的步骤S910的细化流程示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例的主要解决方案是：确定所述多阵元超声换能器沿与第一对位方向的旋转轴垂直的方向对称设置的第一阵元和第二阵元；先后选通所述第一阵元和第二阵元，利用选通的阵元对反射靶进行扫描，并根据所述反射靶反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多阵元超声换能器的对位方法，所述多阵元超声换能器包括均匀分布在一个探头上的多个阵元，其特征在于，所述多阵元超声换能器的对位方法包括以下步骤：/n确定所述多阵元超声换能器沿与第一对位方向的旋转轴垂直的方向对称设置的第一阵元和第二阵元；/n先后选通所述第一阵元和第二阵元，利用选通的阵元对反射靶进行扫描，并根据所述反射靶反射回的回波信号到时t，确定所述探头的位姿调整参数；/n根据所述位姿调整参数，调整所述探头的位姿。/n

【技术特征摘要】
1.一种多阵元超声换能器的对位方法，所述多阵元超声换能器包括均匀分布在一个探头上的多个阵元，其特征在于，所述多阵元超声换能器的对位方法包括以下步骤：
确定所述多阵元超声换能器沿与第一对位方向的旋转轴垂直的方向对称设置的第一阵元和第二阵元；
先后选通所述第一阵元和第二阵元，利用选通的阵元对反射靶进行扫描，并根据所述反射靶反射回的回波信号到时t，确定所述探头的位姿调整参数；
根据所述位姿调整参数，调整所述探头的位姿。


2.如权利要求1所述的多阵元超声换能器的对位方法，其特征在于，所述位姿调整参数包括探头的旋转方向和旋转幅度，所述根据所述反射靶反射回的回波信号到时t，确定所述探头的位姿调整参数的步骤包括：
计算第一阵元选通时反射靶返回的第一回波信号到时t1和第二阵元选通时反射靶返回的第二回波信号到时t2之间的到时差值；
当所述到时差值的绝对值大于到时阈值t0时，根据所述到时差值的正负确定所述探头的旋转方向，根据所述到时差值的绝对值确定所述探头的旋转幅度，所述第一对位方向的旋转轴为多个阵元的均匀分布方向。


3.如权利要求1或2所述的多阵元超声换能器的对位方法，其特征在于，所述多阵元超声换能器的对位方法还包括：
控制所述探头在第二对位方向上运动，同时利用选通的阵元对反射靶进行扫描，并根据所述反射靶反射回的多个第三回波信号，确定所述探头在所述第二对位方向上回波幅度的峰值位置；
控制所述探头运动至所确定的峰值位置，完成对探头在所述第二对位方向上的对位。


4.如权利要求3所述的多阵元超声换能器的对位方法，其特征在于，所述控制所述探头运动至所确定的峰值位置的步骤之后还包括：
将当前确定的峰值位置记录为第一目标位置；
调整所述选通的阵元的扫描参数，并按照调整后的扫描参数对反射靶进行扫描，重新确定所述探头在所述第二对位方向上回波幅度的峰值位置，并将其作为第二目标位置；
计算所述第一目标位置和所述第二目标位置在所述第二对位方向上的差值绝对值，并比较所述差值绝对值与预设值的大小；
若所述差值绝对值小于或等于所述预设值，则将所述第二目标位置作为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琦，罗华，周丹，欧阳波，莫建华，陈思平，
申请(专利权)人：深圳市理邦精密仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44