一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法及系统，其中所涉及的一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，包括步骤：S11.获取脉冲发射器生成的窄脉冲波形，并存储所述窄脉冲波形；S12.将所述窄脉冲波形作为发射波形，并获取示波器采集的超声探头表面透镜回波对应的通道信号，存储所述通道信号；S13.分别计算所述窄脉冲波形与通道信号的频谱，根据计算得到的窄脉冲波形的频谱和通道信号的频谱计算超声探头脉冲响应频谱，得到超声探头的带宽。本发明专利技术利用探头透镜与空气声阻抗不匹配产生的透镜回波检测超声探头带宽，提高了超声探头带宽测量的精度，降低了超声探头带宽测量复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法及系统
本专利技术涉及超声探头检测
，尤其涉及一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法及系统。
技术介绍
超声探头是在超声波检测过程中发射和接收超声波的装置。探头的性能直接影响超声波的特性，影响超声波的检测性能。然而在超声系统中，带宽决定了超声谐波成像以及超声造影成像的图像质量，而超声探头的带宽决定了超声系统的带宽。当前对超声探头带宽的测量主要是通过水中反射靶回波获得的。该种方法受制于声轴对齐精度以及声学非线性的影响，并不能真实反映超声探头带宽特性，进而限制了对超声探头的优化设计。
技术实现思路
本专利技术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带宽检测方法及系统。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，包括步骤：S1.获取脉冲发射器生成的窄脉冲波形，并存储所述窄脉冲波形；S2.将所述窄脉冲波形作为发射波形，并获取示波器采集的超声探头表面透镜回波对应的通道信号，存储所述通道信号；S3.分别计算所述窄脉冲波形与通道信号的频谱，根据计算得到的窄脉冲波形的频谱和通道信号的频谱计算超声探头脉冲响应频谱，得到超声探头的带宽。进一步的，所述步骤S2中超声探头表面透镜回波对应的通道信号，表示为：s(t)＝e(t)*h(t)其中，s(t)表示超声探头表面透镜回波对应的通道信号；e(t)表示脉冲发射器生成的窄脉冲波形；h(t)表示超声探头脉冲响应。进一步的，所述步骤S3中计算窄脉冲波形的频谱，表示为：其中，E(w)表示窄脉冲波形的频谱。进一步的，所述步骤S3中计算通道信号的频谱，表示为：其中，S(w)表示通道信号的频谱。进一步的，所述步骤S3中计算超声探头脉冲响应频谱，表示为：其中，H(w)表示超声探头脉冲响应频谱或超声探头的带宽。进一步的，所述步骤S2中将所述窄脉冲波形作为发射波形之前还包括超声探头与脉冲发生器连接，所述超声探头置于空气中。相应的，还提供一种基于透镜回波的超声探头带宽检测系统，包括：第一获取模块，用于获取脉冲发射器生成的窄脉冲波形，并存储所述窄脉冲波形；第二获取模块，用于将所述窄脉冲波形作为发射波形，并获取示波器采集的超声探头表面透镜回波对应的通道信号，存储所述通道信号；计算模块，用于分别计算所述窄脉冲波形与通道信号的频谱，根据计算得到的窄脉冲波形的频谱和通道信号的频谱计算超声探头脉冲响应频谱，得到超声探头的带宽。进一步的，所述第二获取模块中超声探头表面透镜回波对应的通道信号，表示为：s(t)＝e(t)*h(t)其中，s(t)表示超声探头表面透镜回波对应的通道信号；e(t)表示脉冲发射器生成的窄脉冲波形；h(t)表示超声探头脉冲响应。进一步的，所述计算模块中计算窄脉冲波形的频谱，表示为：其中，E(w)表示窄脉冲波形的频谱。计算通道信号的频谱，表示为：其中，S(w)表示通道信号的频谱。计算超声探头脉冲响应频谱，表示为：其中，H(w)表示超声探头脉冲响应频谱或超声探头的带宽。进一步的，所述第二获取模块中还包括超声探头与脉冲发生器连接，所述超声探头置于空气中。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术直接采用探头透镜表面回波，由于探头透镜与换能器表面的声程为毫米级，故声波传播距离很短，波形畸变可以忽略，进而规避了声学非线性对带宽的影响；2、本专利技术采用的透镜回波测量带宽不需要声轴对齐，直接将探头置于空气即可，消除了现有技术中声轴对齐精度对超声探头带宽测量的制约；3、本专利技术利用探头透镜与空气声阻抗不匹配产生的透镜回波检测超声探头带宽，提高了超声探头带宽测量的精度，降低了超声探头带宽测量复杂度。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带宽检测方法流程图；图2是实施例一提供的超声探头带宽检测原理示意图；图3是实施例二提供的一种基于透镜回波的超声探头带宽检测系统结构图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，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专利技术的其他优点与功效。本专利技术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，在没有背离本专利技术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。本专利技术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带宽检测方法及系统。实施例一本实施例提供的一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，如图1所示，包括步骤：S11.获取脉冲发射器生成的窄脉冲波形，并存储所述窄脉冲波形；S12.将所述窄脉冲波形作为发射波形，并获取示波器采集的超声探头表面透镜回波对应的通道信号，存储所述通道信号；S13.分别计算所述窄脉冲波形与通道信号的频谱，根据计算得到的窄脉冲波形的频谱和通道信号的频谱计算超声探头脉冲响应频谱，得到超声探头的带宽。需要说明的是，本实施例的执行主体为检测系统。在步骤S11中，获取脉冲发射器生成的窄脉冲波形，并存储窄脉冲波形。脉冲发射器是信号发生器的一种，是用来发生信号的系统，产生所需参数的电测试信号仪器。本实施例根据所要求值对脉冲发射器中面板上各开关、旋钮进行调节，使得脉冲发射器生成的窄脉冲波形e(t)。其中调节包括频率、脉宽、延迟，过渡时间、幅度和偏移、倒置等操作。当生成窄脉冲波形e(t)后，检测系统获取并存储该窄脉冲波形e(t)，并执行步骤S12。在步骤S12中，将窄脉冲波形作为发射波形，并获取示波器采集的超声探头表面透镜回波对应的通道信号，存储通道信号。如图2所示，超声探头通过电缆等器件与脉冲发生器连接，超声探头通过电缆等器件还与示波器连接。首先将超声探头置于空气中，并以步骤S11中生成的窄脉冲波形e(t)作为超声探头的发射波形e(t)，此时与超声探头连接的示波器采集探头表面透镜回波对应的通道信号s(t)，并进行存储，检测系统将获取示波器存储的通道信号s(t)，并执行步骤S13。在本实施例中，超声探头表面透镜回波对应的通道信号s(t)，表示为：s(t)＝e(t)*h(t)(1)其中，s(t)表示超声探头表面透镜回波对应的通道信号；e(t)表示脉冲发射器生成的窄脉冲波形；h(t)表示超声探头脉冲响应；*表示时域卷积。在步骤S13中，分别计算窄脉冲波形与通道信号的频谱，根据计算得到的窄脉冲波形的频谱和通道信号的频谱计算超声探头脉冲响应频谱，得到超声探头的带宽。在本实施例中，基于线性系统理论，公式(1)可转换为频域形式，即：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，其特征在于，包括步骤：/nS1.获取脉冲发射器生成的窄脉冲波形，并存储所述窄脉冲波形；/nS2.将所述窄脉冲波形作为发射波形，并获取示波器采集的超声探头表面透镜回波对应的通道信号，存储所述通道信号；/nS3.分别计算所述窄脉冲波形与通道信号的频谱，根据计算得到的窄脉冲波形的频谱和通道信号的频谱计算超声探头脉冲响应频谱，得到超声探头的带宽。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，其特征在于，包括步骤：
S1.获取脉冲发射器生成的窄脉冲波形，并存储所述窄脉冲波形；
S2.将所述窄脉冲波形作为发射波形，并获取示波器采集的超声探头表面透镜回波对应的通道信号，存储所述通道信号；
S3.分别计算所述窄脉冲波形与通道信号的频谱，根据计算得到的窄脉冲波形的频谱和通道信号的频谱计算超声探头脉冲响应频谱，得到超声探头的带宽。


2.根据权利要求1所述的一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，其特征在于，所述步骤S2中超声探头表面透镜回波对应的通道信号，表示为：
s(t)＝e(t)*h(t)
其中，s(t)表示超声探头表面透镜回波对应的通道信号；e(t)表示脉冲发射器生成的窄脉冲波形；h(t)表示超声探头脉冲响应。


3.根据权利要求2所述的一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，其特征在于，所述步骤S3中计算窄脉冲波形的频谱，表示为：



其中，E(w)表示窄脉冲波形的频谱。


4.根据权利要求3所述的一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，其特征在于，所述步骤S3中计算通道信号的频谱，表示为：



其中，S(w)表示通道信号的频谱。


5.根据权利要求4所述的一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，其特征在于，所述步骤S3中计算超声探头脉冲响应频谱，表示为：



其中，H(w)表示超声探头脉冲响应频谱或超声探头的带宽。


6.根据权利要求1所述的一种基于透镜回波的超声探头带宽检测方法，其特征在于，所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇鹏，冯巧梅，
申请(专利权)人：聚融医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33