【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医学超声传感器，尤其涉及一种自动相位校准式柔性超声传感器阵列。
技术介绍
1、血管壁病变是心脑血管病发生和发展的基础，动脉僵硬度的改变早于结构的改变，只有对心脑血管病高危人群进行早期检测并发现动脉僵硬度的改变，进行重点监控和干预，才能有效地预防和延缓心脑血管疾病的发生和恶化。
2、医学超声检测动脉硬化是目前临床上重要的检查手段之一，尤其适用于如高血压、高胆固醇、糖尿病等有高危因素的患者。医学超声传感器是医学超声影像系统的重要组成部分，直接用于信号感测。刚性超声探头受到结构限制，难以适应柔软或不规则表面的成像需求，而贴片式柔性超声传感器阵列具有适形性，可以贴合待检部位表面，避免了对柔软组织的压迫，最大限度降低接触压力对待检部位形貌的影响，极大地拓宽了超声换能器的应用场景。
3、在解剖学中颈动脉接近心脏、大脑等重要器官，其动脉压力与心脑血管风险密切相关。与其他血压监测方法相比，基于柔性超声换能器阵列的动脉血压监测对运动的敏感度较低，可以无创地、不闭塞地进行血压的连续检测。柔性超声传感器阵列是一种具有多个传感单元的传感器系统，可以在柔性基板上排列成阵列形式。这种传感器系统常用于医疗诊断、结构健康监测和无损检测等领域。在这些应用中，传感器的准确性和性能往往至关重要。
4、现有技术中，相比于刚性超声探头，柔性超声传感器阵列的灵敏度和分辨率相对较低，这意味着其检测能力有限，难以捕捉到细微的结构或变化。相位校准是确保超声传感器阵列准确工作的关键步骤之一。在超声成像和信号处理中，相位信息对于准确
技术实现思路
1、针对现有技术中存在柔性超声传感器阵列相位畸变无法完全相位校准的技术问题，本专利技术提出一种自动相位校准式柔性超声传感器阵列，实现柔性传感器成像过程中的信号相位畸变校准，提升复杂形状结构超声成像分辨率。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，包括传感器外壳，传感器外壳内设置有压缩弹性体，压缩弹性体顶部设置有传感器封装胶接层，传感器封装胶接层内封装有柔性压电超声传感器阵列和柔性电容传感器阵列，柔性压电超声传感器阵列设置在传感器封装胶接层顶部，柔性电容传感器阵列设置在传感器封装胶接层底部，柔性电容传感器阵列与压缩弹性体相连接，柔性压电超声传感器阵列和柔性电容传感器阵列直接设置有缝隙。
3、所述柔性压电超声传感器阵列包括从上到下依次设置的声匹配层、顶电极、压电层和底电极。
4、所述压电层为1-3型压电陶瓷，1-3型压电材料以pzt-5h作为极化材料，环氧树脂作为填充介质；顶电极和底电极为涂有聚酰亚胺的铜箔。
5、所述柔性电容传感器阵列包括从上到下依次设置的上极板、电容层和下极板.
6、所述电容层为柔性电容层，柔性电容层包括至少一个电容传感器，电容传感器的中心设置在同一条直线上。
7、所述压电层顶部还设置有铜电极ⅰ，铜电极ⅰ与压电层相连接，铜电极ⅰ通过屏蔽信号线束与多通道超声成像系统相连接。
8、所述上极板上侧和下极板下侧还设置有铜电极ⅱ，上极板和下极板均与铜电极ⅱ相连接。
9、自动相位校准式柔性超声传感器阵列的使用方法，步骤包括：
10、s1：在人体颈部动脉处均匀涂抹超声耦合剂，将传感器阵列置于人体颈部动脉血管表面，轻轻按压传感器阵列，使得传感器阵列与颈部贴合良好，每个电容传感器获取到压力数据，实时拟合轮廓曲线实现接触部位轮廓测量；
11、s2：接触部位轮廓测量拟合曲线均分为64段，分别对应相应超声传感器的坐标与倾斜角，用于超声传感器的相位校准；
12、s3：通过发射扫描和回波信号处理技术实现了基于柔性换能器阵列的b超声成像，发射方式为定点聚焦顺序扫描，回波信号经过动态聚焦、可变孔径、幅度变迹、解调和对数压缩处理，生成颈动脉b超图像；
13、s4：在颈动脉同一位置进行b超图像连续采集，以颈动脉一次完整的收缩-舒张过程为一个周期，存储连续的5个周期的医学超声影像；
14、s5：在医学超声影像视频中，追踪标记颈动脉上壁与下壁，分别提取每个收缩-舒张周期的颈动脉动态信息，求解得到血管结构弹性模量ep1、ep2、……、ep5，取平均值得到血管结构弹性模量ep。
15、步骤s2所述相位校准的方法为：
16、提取各线段中心处的z坐标及线段偏转角度θ，形成(z1,θ1)、(z2,θ2)、……、(z64,θ64)64对坐标，将坐标作为柔性超声传感器各阵元的坐标，输入至b超成像算法，消除因柔性超声传感器阵元位置的微小变化导致的超声信号的相位变化，完成相位校准。
17、步骤包括：步骤s4所述求解得到血管结构弹性模量的方法为
18、当心脏收缩时，将血液射入动脉时产生的最高压力称为收缩压ps，此时血管横截面半径rs，当心脏舒张时，动脉血管内血压降到最低值，称为舒张压pd，此时血管横截面半径rd；在血管力学分析中，血管几何形状视为横截面为圆形的薄壁弹性管，则有血管结构弹性模量ep表征动脉硬化程度：
19、
20、其中，ro为血管外径，δro＝rd-rs，δp为血管内压增量，δp＝ps-pd。
21、本专利技术的有益效果为：本申请致力于柔性超声传感器自动相位校准技术，该技术通过柔性电容传感器阵列获取传感器与复杂曲面表面的接触压力数据，将接触压力通过压缩弹性体结构转化为形变量数据用于重建复杂曲面，利用曲面重建数据获取柔性压电超声传感器阵列全部阵元的坐标及线段偏转角度，消除传感器阵列中的相位错位。通过自动相位校准，可以提高柔性超声传感器阵列的成像质量和定位精度，使其更适用于多种应用场景。
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1.一种自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，包括传感器外壳(5)，传感器外壳内设置有压缩弹性体(4)，压缩弹性体(4)顶部设置有传感器封装胶接层(3)，传感器封装胶接层(3)内封装有柔性压电超声传感器阵列(1)和柔性电容传感器阵列(2)，柔性压电超声传感器阵列(1)设置在传感器封装胶接层(3)顶部，柔性电容传感器阵列(2)设置在传感器封装胶接层(3)底部，柔性电容传感器阵列(2)与压缩弹性体(4)相连接，柔性压电超声传感器阵列(1)和柔性电容传感器阵列(2)直接设置有缝隙。
2.根据权利要求1所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述柔性压电超声传感器阵列(1)包括从上到下依次设置的声匹配层、顶电极、压电层和底电极。
3.根据权利要求2所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述压电层为1-3型压电陶瓷，1-3型压电材料以PZT-5H作为极化材料，环氧树脂作为填充介质；
4.根据权利要求3所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述柔性电容传感器阵列(2)包括从上到下依次设置的上极板、电容层和下极
5.根据权利要求4所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述电容层为柔性电容层，柔性电容层包括至少一个电容传感器，电容传感器的中心设置在同一条直线上。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述压电层顶部还设置有铜电极Ⅰ(6)，铜电极Ⅰ(6)与压电层相连接，铜电极Ⅰ(6)通过屏蔽信号线束与多通道超声成像系统相连接。
7.根据权利要求6所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述上极板上侧和下极板下侧还设置有铜电极Ⅱ(7)，上极板和下极板均与铜电极Ⅱ(7)相连接。
8.根据权利要求7所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列的使用方法，其特征在于，步骤包括：
9.根据权利要求8所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列的使用方法，其特征在于，步骤S2所述相位校准的方法为：
10.根据权利要求8或9所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列的使用方法，其特征在于，步骤包括：步骤S4所述求解得到血管结构弹性模量的方法为
...【技术特征摘要】
1.一种自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，包括传感器外壳(5)，传感器外壳内设置有压缩弹性体(4)，压缩弹性体(4)顶部设置有传感器封装胶接层(3)，传感器封装胶接层(3)内封装有柔性压电超声传感器阵列(1)和柔性电容传感器阵列(2)，柔性压电超声传感器阵列(1)设置在传感器封装胶接层(3)顶部，柔性电容传感器阵列(2)设置在传感器封装胶接层(3)底部，柔性电容传感器阵列(2)与压缩弹性体(4)相连接，柔性压电超声传感器阵列(1)和柔性电容传感器阵列(2)直接设置有缝隙。
2.根据权利要求1所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述柔性压电超声传感器阵列(1)包括从上到下依次设置的声匹配层、顶电极、压电层和底电极。
3.根据权利要求2所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述压电层为1-3型压电陶瓷，1-3型压电材料以pzt-5h作为极化材料，环氧树脂作为填充介质；
4.根据权利要求3所述的自动相位校准式柔性超声传感器阵列，其特征在于，所述柔性电容传感器阵列(2)包括从上到下依次设置的上极...
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