CN111759346A - 超声探头阵元的检测方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声探头阵元的检测方法，该方法包括：在超声探头发射超声脉冲波时，获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量；根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载；获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元。本发明还公开了一种超声探头阵元的检测设备和一种存储介质。本发明能够实现对超声探头阵元的异常情况进行快速检测，同时降低检测成本。

Description

超声探头阵元的检测方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及超声技术领域，尤其涉及超声探头阵元的检测方法、设备及存储介质。

背景技术

在医用超声诊断系统中，超声探头用以发射超声波并接收带有人体组织信息的回波，其原理是利用超声探头阵元(超声探头中的基本换能单元)的压电效应，将发射电信号转换成超声信号作用于介质中，并将介质反射的超声回波信号转换成电信号，回波信号的幅值和相位等特性反应了组织的特性。

在超声探头使用过程中，由于元件老化或遭遇物理撞击等原因，超声探头中的阵元会出现损坏或性能降低的情况，导致整个超声探头灵敏度下降，最终造成误诊，给用户带来了极大不便。而用户在使用超声设备的过程中，很难依靠自身判断超声探头的当前状态，一般情况下，客户端探头只能在工厂采用专业的设备进行阵元灵敏度检测，这种检测的时间成本和金钱成本花费较大，不利于探头故障的快速识别和定位。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种超声探头阵元的检测方法、设备及存储介质，旨在实现对超声探头阵元的异常情况进行快速检测，同时降低检测成本。

为实现上述目的，本发明提供一种超声探头阵元的检测方法，所述超声探头包括一声透镜，所述超声探头阵元的检测方法包括如下步骤：

在超声探头发射超声脉冲波时，获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量；

根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载；

获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元。

优选地，所述获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量的步骤包括：

获取所述待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波信号；

根据所述回波信号，计算所述待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量。

优选地，所述根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载的步骤包括：

将所述回波能量与第一预设阈值进行比较；

若所述回波能量大于所述第一预设阈值，则判定所述待检测阵元空载。

优选地，所述根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载的步骤包括：

获取所述待检测阵元的响应函数和激励脉冲波形；

根据所述响应函数和激励脉冲波形，计算所述待检测阵元能够接收到的由所述声透镜反射的最大回波能量；

计算获取到的所述回波能量与所述最大回波能量的比值；

将所述比值与第二预设阈值进行比较，若所述比值小于所述第二预设阈值，则判定所述待检测阵元空载。

优选地，所述获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元的步骤包括：

计算所述待检测阵元的空载比例，所述空载比例为在所述超声探头发射超声脉冲波的第一预设统计次数内，所述待检测阵元的空载次数占所述第一预设统计次数的比例；

将所述空载比例与第三预设阈值进行比较，若所述空载比例小于所述第三预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元。

优选地，所述获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元的步骤包括：

当判定所述待检测阵元空载时，获取当前超声脉冲波发射过程中所述超声探头的单个阵元接收到的由所述声透镜反射的回波能量的最大值；

计算当前超声脉冲波发射过程中获取到的所述回波能量与所述最大值的比值，得到所述待检测阵元在当前超声脉冲波发射过程中的相对能量；

根据第二预设统计次数内计算得到的所述待检测阵元的相对能量，判断所述待检测阵元是否为异常阵元。

优选地，所述根据第二预设统计次数内计算得到的所述待检测阵元的相对能量，判断所述待检测阵元是否为异常阵元的步骤包括：

计算所述待检测阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值；

将所述均值与第四预设阈值进行比较，若所述均值小于所述第四预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元；或者，

计算所述待检测阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例；

将所述异常比例与第六预设阈值进行比较，若所述异常比例大于所述第六预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元。

优选地，所述超声探头阵元的检测方法还包括：

计算所述超声探头的每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值，以及所述每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例；

根据所述每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值绘制相对能量均值直方图，根据所述每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例绘制相对能量异常比例直方图；

将绘制的所述相对能量均值直方图和所述相对能量异常比例直方图进行显示。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种超声探头阵元的检测设备，所述超声探头阵元的检测设备包括：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超声探头阵元的检测程序，所述超声探头阵元的检测程序被所述处理器执行时实现如上所述的超声探头阵元的检测方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有超声探头阵元的检测程序，所述超声探头阵元的检测程序被处理器执行时实现如上所述的超声探头阵元的检测方法的步骤。

本发明在超声探头发射超声脉冲波时，获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量；根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载；获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元。通过上述方式，由于声透镜与空气的声阻抗不匹配，因此在空载状态下从待检测阵元发射的超声脉冲波中很大一部分能量会被声透镜反射，然后被原阵元接收，因此能够根据声透镜反射的回波能量判断待检测阵元是否空载，而在空载状态下，一次发射中，所有正常阵元接收的能量应该相近，异常阵元接收的能量应该小于正常阵元，因此能够根据待检测阵元在空载时对应的预设空载参数判断待检测阵元是否为异常阵元，相比于现有技术，本发明超声探头实现了自检测，用户无需将探头送到工厂采用专业的设备进行阵元检测，从而本发明实现了对超声探头阵元的异常情况进行快速检测，同时降低了检测成本。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；

图2为本发明超声探头阵元的检测方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例中超声脉冲波的发射过程示意图；

图4为本发明实施例中阵元接收声透镜反射的回波示意图；

图5为本发明实施例中相对能量均值直方图的显示示意图；

图6为本发明实施例中相对能量异常比例直方图的显示示意图；

图7为本发明实施例中使用专业的阵元检测设备对探头进行阵元检测时，所有阵元的灵敏度衰减图谱。

本发明目的的实现、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发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。

本发明实施例超声探头阵元的检测设备可以是可以是超声诊断仪，或与超声诊断仪连接的计算机、服务器等设备。

如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及超声探头阵元的检测程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的超声探头阵元的检测程序，并执行以下操作：

在超声探头发射超声脉冲波时，获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量；

根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载；

获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的超声探头阵元的检测程序，还执行以下操作：

获取所述待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波信号；

根据所述回波信号，计算所述待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的超声探头阵元的检测程序，还执行以下操作：

将所述回波能量与第一预设阈值进行比较；

若所述回波能量大于所述第一预设阈值，则判定所述待检测阵元空载。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的超声探头阵元的检测程序，还执行以下操作：

获取所述待检测阵元的响应函数和激励脉冲波形；

根据所述响应函数和激励脉冲波形，计算所述待检测阵元能够接收到的由所述声透镜反射的最大回波能量；

计算获取到的所述回波能量与所述最大回波能量的比值；

将所述比值与第二预设阈值进行比较，若所述比值小于所述第二预设阈值，则判定所述待检测阵元空载。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的超声探头阵元的检测程序，还执行以下操作：

计算所述待检测阵元的空载比例，所述空载比例为在所述超声探头发射超声脉冲波的第一预设统计次数内，所述待检测阵元的空载次数占所述第一预设统计次数的比例；

将所述空载比例与第三预设阈值进行比较，若所述空载比例小于所述第三预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的超声探头阵元的检测程序，还执行以下操作：

当判定所述待检测阵元空载时，获取当前超声脉冲波发射过程中所述超声探头的单个阵元接收到的由所述声透镜反射的回波能量的最大值；

计算当前超声脉冲波发射过程中获取到的所述回波能量与所述最大值的比值，得到所述待检测阵元在当前超声脉冲波发射过程中的相对能量；

根据第二预设统计次数内计算得到的所述待检测阵元的相对能量，判断所述待检测阵元是否为异常阵元。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的超声探头阵元的检测程序，还执行以下操作：

计算所述待检测阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值；

将所述均值与第四预设阈值进行比较，若所述均值小于所述第四预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元；或者，

计算所述待检测阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例；

将所述异常比例与第六预设阈值进行比较，若所述异常比例大于所述第六预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的超声探头阵元的检测程序，还执行以下操作：

计算所述超声探头的每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值，以及所述每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例；

根据所述每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值绘制相对能量均值直方图，根据所述每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例绘制相对能量异常比例直方图；

将绘制的所述相对能量均值直方图和所述相对能量异常比例直方图进行显示。

基于上述硬件结构，提出本发明超声探头阵元的检测方法实施例。

参照图2，图2为本发明超声探头阵元的检测方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括：

步骤S10，在超声探头发射超声脉冲波时，获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量；

本实施例超声探头阵元的检测方法可应用于超声诊断仪，或与超声诊断仪连接的计算机、服务器等设备，下面以超声诊断仪为例进行说明。

在本实施例中，超声诊断仪可以包括超声探头和主机系统，超声探头用于发射超声脉冲波并接收由自身声透镜反射的回波能量，然后发送到主机系统进行处理。需要说明的是，本实施例超声探头阵元的检测方法适用于所有常规超声检查方式，包括但不限于B模式(用亮度(Brightness)调制方式来显示回波强弱的方式，也称作"断层图像”，即二维灰阶图像)，Color(彩色多普勒)模式，PW(脉冲多普勒)模式等扫查模式。本实施例可应用于用户使用超声诊断仪过程中进行超声探头检测，以及厂商对超声探头进行维护自检。为方便理解，下面，首先对超声探头发射超声脉冲波和接收回波的过程进行说明。

参照图3，图3为本发明实施例中超声脉冲波的发射过程示意图，发射脉冲(也称激励脉冲)从发射单元的发射通道经过T/R(传输/接收)开关T01～T04传输到阵元，阵元将发射电信号转换成超声信号E01～E04发射，超声一次发射过程使用阵元数目N，N的大小可以通过控制T/R的开关灵活设置，本实施例针对一次发射中使用的阵元数目N≥2的情况；不同阵元发射不同延迟时间的脉冲波形，由此经过声透镜可以将超声波束聚焦在指定位置F处。

参照图4，图4为本发明实施例中阵元接收声透镜反射的回波示意图。超声脉冲波从阵元发射后，一部分能量会立即被声透镜反射回来，另一部分能量则是发射到空气或人体中，声透镜反射的回波能量从阵元经过T/R开关，最终被接收单元的接收通道接收。本实施例要分析的正是由声透镜反射的这部分回波能量。

在本实施例中，在超声探头发射超声脉冲波时，首先获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由超声探头的声透镜反射的回波能量，其中，预设的时间范围可以以待检测阵元接收到回波信号为起点，其时长可以灵活设置。需要说明的是，对于发射变迹(指给各个阵元施加不同电压的激励脉冲)的情况下，需根据变迹曲线对回波能量进行补偿再分析。

步骤S20，根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载；

该步骤中，根据上述获取到的回波能量判断待检测阵元是否空载。在常规扫查过程中，探头表面总是在人体扫查(探头声透镜与人体接触)和空载(探头声透镜与空气接触)状态之间来回切换。由于声透镜与空气的声阻抗不匹配，因此在空载状态下从阵元发射回波中很大一部分能量被声透镜反射，然后被原阵元接收，而人体扫查状态下，声透镜反射回来的能量很小，因此能够根据声透镜反射的回波能量判断待检测阵元是否空载。

作为一种实施方式，上述步骤S20可以进一步包括：将所述回波能量与第一预设阈值进行比较；若所述回波能量大于所述第一预设阈值，则判定所述待检测阵元空载。

在本实施例中，设待检测阵元的接收回波能量为E(n)，第一预设阈值为E0，若E(n)>E0，则可以判定待检测阵元空载。

作为另一种实施方式，上述步骤S20可以进一步包括：获取所述待检测阵元的响应函数和激励脉冲波形；根据所述响应函数和激励脉冲波形，计算所述待检测阵元能够接收到的由所述声透镜反射的最大回波能量；计算获取到的所述回波能量与所述最大回波能量的比值；将所述比值与第二预设阈值进行比较，若所述比值小于所述第二预设阈值，则判定所述待检测阵元空载。

在本实施例中，可以获取待检测阵元的响应函数和激励脉冲波形，从而计算出该待检测阵元能够接收到的由声透镜反射的最大回波能量，具体计算方式可以参照现有技术。此处设待检测阵元能够接收到的由所述声透镜反射的最大回波能量为Et，计算待检测阵元的回波能量E(n)占最大回波能量的比例ER(n)＝E(n)/Et，然后将ER(n)与第二预设阈值ER0进行比较，若ER(n)>ER0，说明从阵元发射回波中很大一部分能量被声透镜反射，此时可以判定待检测阵元空载。

通过上述方式，实现了对阵元是否空载的准确判定，为后续判断待检测阵元是否为异常阵元提供了前提保证。

步骤S30，获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元。

该步骤中，获取待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，即当待检测阵元被判定为空载时，获取对应的空载参数。具体地，该空载参数可以为本次发射中超声探头的每个阵元的接收回波能量，由于在空载状态下，一次发射中，所有正常阵元接收的能量应该相近，异常阵元接收的能量应该小于正常阵元，因此根据接收回波能量，能够判断出待检测阵元是否为异常阵元。

需要说明的是，为减少随机误差，提高判断结果的准确性，具体实施时可以统计超声探头多次发射超声脉冲波时，待检测阵元的空载情况并求取对应的空载参数，此时的空载参数可以是空载次数，如果在多次发射超声脉冲波时某一阵元的空载次数很少，则可以判定该待检测阵元为异常阵元。

另外需要说明的是，上述检测过程可以在用户常规使用超声探头发射超声脉冲波时自动执行，而无需占用另外的时间、另外的专业检测仪器进行检测，从而在提高检测效率、降低检测成本的同时，不会影响到用户对超声诊断仪的正常使用。

上述阵元“异常”(“损坏”同义)定义为：阵元灵敏度降低到一定阈值以下，则认为是阵元异常或损坏，相应的阈值可以由厂商根据实际对医疗诊断的影响程度进行设定。当判定某个阵元为异常阵元时，超声诊断设备可以发出相应的提示信息以提示用户当前阵元异常，从而避免误诊的情况发生。

通过上述方式，由于声透镜与空气的声阻抗不匹配，因此在空载状态下从待检测阵元发射的超声脉冲波中很大一部分能量会被声透镜反射，然后被原阵元接收，因此能够根据声透镜反射的回波能量判断待检测阵元是否空载，而在空载状态下，一次发射中，所有正常阵元接收的能量应该相近，异常阵元接收的能量应该小于正常阵元，因此能够根据待检测阵元在空载时对应的预设空载参数判断待检测阵元是否为异常阵元，相比于现有技术，本实施例超声探头实现了自检测，用户无需将探头送到工厂采用专业的设备进行阵元检测，从而本实施例实现了对超声探头阵元的异常情况进行快速检测，同时降低了检测成本。

进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明超声探头阵元的检测方法第二实施例。

在本实施例中，上述步骤S10可以进一步包括：获取所述待检测阵元在预设时间范围T内接收到的由所述声透镜反射的回波信号，其中：T＝T0+tnf，tnf＝{sqrt[(nd/2)²+F²]-sqrt[(nd)²+F²]}/C，T0为常数，tnf为所述待检测阵元相对于预设边缘阵元发射超声脉冲波的延迟时间，C为声在人体中的传播速度，F为所述声透镜的焦距，d为相邻两个阵元之间的距离，n为所述待检测阵元相距所述预设边缘阵元的阵元数目；根据所述回波信号，计算所述待检测阵元在预设时间范围T内接收到的由所述声透镜反射的回波能量。

具体地，继续参数图3，考虑到不同阵元发射脉冲有延迟，且边缘阵元最先接收到回波，因此实际截取数据长度应为T0+tnf，其中T0为边缘阵元接收回波的数据长度，由于声透镜和被衬层之间可能有多次反射，截取数据长度T0需至少包含一次透镜反射回波信号，T0与探头透镜深度有关，每种型号探头应有对应T0值；tnf为所述待检测阵元相对于预设边缘阵元发射超声脉冲波的延迟时间；nd为待检测阵元与边缘阵元之间的距离。

获取待检测阵元在预设时间范围T内接收到的由所述声透镜反射的回波信号，其中T＝T0+tnf，tnf＝{sqrt[(nd/2)²+F²]-sqrt[(nd)²+F²]}/C；然后，根据该回波信号，计算待检测阵元在预设时间范围T内接收到的由声透镜反射的回波能量，比如可以通过回波信号的信号波形、幅值等参数计算对应的回波能量，具体计算方式本实施例不作限定。

上述方式考虑了阵元之间的排列以及不同阵元发射脉冲延时的影响，实现了对待检测阵元接收到的由声透镜反射的回波信号的合理截取，为后续准确判断待检测阵元是否为异常阵元提供了前提保证。

进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明超声探头阵元的检测方法第三实施例。

在本实施例中，上述步骤S30可以进一步包括：计算所述待检测阵元的空载比例，所述空载比例为在所述超声探头发射超声脉冲波的第一预设统计次数内，所述待检测阵元的空载次数占所述第一预设统计次数的比例；将所述空载比例与第三预设阈值进行比较，若所述空载比例小于所述第三预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元。

在本实施例中，可以在第一统计次数内统计超声探头每次发射超声脉冲波时待检测阵元的空载情况，并计算对应的空载比例。这里不妨设第一预设统计次数为S1(n)，在S1(n)次统计中待检测阵元的空载次数为S2(n)，则待检测阵元的空载比例RST(n)＝S2(n)/S1(n)；设第三预设阈值为RST0，若

RST(n)<RST0，则判定待检测阵元为异常阵元。

其判断依据为：如果阵元异常(损坏或灵敏度严重衰减)，则其发射和接收的能力会下降，导致长期监测过程中接收到的回波能量很弱而被判定为非空载，正常情况下，探头总是在空载和扫查状态间切换，如果某一阵元被判定为非空载的次数过高(对应S2(n)过小)，那么可以认为该阵元损坏或灵敏度严重衰减。不难理解，第一统计次数S1(n)越大，则最终的判断结果越准确。

进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明超声探头阵元的检测方法第四实施例。

在本实施例中，上述步骤S30可以进一步包括：当判定所述待检测阵元空载时，获取当前超声脉冲波发射过程中所述超声探头的单个阵元接收到的由所述声透镜反射的回波能量的最大值；计算当前超声脉冲波发射过程中获取到的所述回波能量与所述最大值的比值，得到所述待检测阵元在当前超声脉冲波发射过程中的相对能量；根据第二预设统计次数内计算得到的所述待检测阵元的相对能量，判断所述待检测阵元是否为异常阵元。

在本实施例中，可以在第二统计次数内统计待检测阵元的相对能量，从而判断待检测阵元是否为异常阵元，其中第二统计次数可以和上述第一统计次数相等，也可以不等。这里不妨设第二预设统计次数和上述第一统计次数相等，为S1(n)，当判定待检测阵元空载时，首先获取当前超声脉冲波发射过程中超声探头的单个阵元接收到的由所述声透镜反射的回波能量的最大值Em，则待检测阵元在当前超声脉冲波发射过程中的相对能量RE(n)＝E(n)/Em，然后根据S1(n)次统计得到的RE(n)判断待检测阵元是否为异常阵元。

其判断依据为：正常情况下，发射阵元的接收回波能量与同次阵元的回波能量接近，即相对能量为1左右，如果待检测阵元的灵敏度衰减了，则相对能量会降低，在长期监测过程中，如果待检测阵元的相对能量一直为较低水平，则认为待检测阵元有衰减，且相对能量值越低，阵元灵敏度衰减程度越大。

具体地，所述根据第二预设统计次数内计算得到的所述待检测阵元的相对能量，判断所述待检测阵元是否为异常阵元的步骤包括：计算所述待检测阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值；将所述均值与第四预设阈值进行比较，若所述均值小于所述第四预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元；或者，计算所述待检测阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例；将所述异常比例与第六预设阈值进行比较，若所述异常比例大于所述第六预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元。

作为一种判断方式，首先将S1(n)次统计得到的相对能量RE(n)进行累加，得到相对能量的累加值SRE(n)，然后计算待检测阵元在S1(n)次统计内的相对能量的均值ERE(n)＝SRE(n)/S1(n)，将ERE(n)与第四预设阈值ERE0进行比较，若ERE(n)＜ERE0，说明长期监测过程中待检测阵元的相对能量很低，此时可以判定待检测阵元为异常阵元。

作为另一种判断方式，也可以计算待检测阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例，其中异常比例RRE(n)＝S4(n)/S1(n)，S4(n)为待检测阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常次数；然后，将RRE(n)与第六预设阈值RRE0进行比较，若RRE(n)>RRE0，说明长期监测过程中待检测阵元的异常次数很多，此时可以判定待检测阵元为异常阵元。

通过上述方式，实现了对待检测阵元异常情况的准确判定。

进一步地，基于上述第四实施例，提出本发明超声探头阵元的检测方法第五实施例。

在本实施例中，所述超声探头阵元的检测方法还可以包括：计算所述超声探头的每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值，以及所述每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例；根据所述每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值绘制相对能量均值直方图，根据所述每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例绘制相对能量异常比例直方图；将绘制的所述相对能量均值直方图和所述相对能量异常比例直方图进行显示。

在本实施例中，可以参照第三实施例的计算方式，计算超声探头的每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值，以及每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例，从而绘制相对能量均值直方图和相对能量异常比例直方图；然后，将绘制的相对能量均值直方图和相对能量异常比例直方图进行显示，并对超出阈值的异常阵元进行提示，以便于用户直接观察超声探头每个阵元的异常情况。

以一个128阵元探头为例，随机采集正常B模式扫查过程中7帧回波数据(每一帧数据包含63次发射)。参照图5，图5为本发明实施例中相对能量均值直方图的显示示意图。按照以上步骤，统计每个阵元相对能量均值，绘制直方图，如图5所示。设定阈值-1dB，可以检测出阵元35损坏，阵元41～50有不同程度衰减，直方图可量化表示每个阵元损坏程度。

参照图6，图6为本发明实施例中相对能量异常比例直方图的显示示意图。按照以上步骤，统计每个阵元回波相对能量异常的比例，绘制直方图，如图6所示。设定40％的阈值，可以检测出阵元35损坏，阵元41～50有不同程度的衰减，直方图可量化表示每个阵元损坏程度。

参照图7，图7为本发明实施例中使用专业的阵元检测设备对探头进行阵元检测时，所有阵元的灵敏度衰减图谱。使用专业的阵元检测设备(ProCheck SC2，BroadsoundCorporation，Taiwan)对该探头进行阵元检测，得到所有阵元灵敏度衰减图谱，如图7所示。可以看出阵元35完全损坏，阵元41～50有不同程度衰减。此举例验证了上述各实施例的可行性及检测结果的可靠性。

本发明还提供一种存储介质。

本发明存储介质上存储有超声探头阵元的检测程序，所述超声探头阵元的检测程序被处理器执行时实现如上所述的超声探头阵元的检测方法的步骤。

其中，在所述处理器上运行的超声探头阵元的检测程序被执行时所实现的方法可参照本发明超声探头阵元的检测方法各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种超声探头阵元的检测方法，其特征在于，所述超声探头包括一声透镜，所述超声探头阵元的检测方法包括如下步骤：

在超声探头发射超声脉冲波时，获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量；

根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载；

获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元。

2.如权利要求1所述的超声探头阵元的检测方法，其特征在于，所述获取待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量的步骤包括：

获取所述待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波信号；

根据所述回波信号，计算所述待检测阵元在预设时间范围内接收到的由所述声透镜反射的回波能量。

3.如权利要求1或2所述的超声探头阵元的检测方法，其特征在于，所述根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载的步骤包括：

将所述回波能量与第一预设阈值进行比较；

若所述回波能量大于所述第一预设阈值，则判定所述待检测阵元空载。

4.如权利要求1或2所述的超声探头阵元的检测方法，其特征在于，所述根据获取到的所述回波能量判断所述待检测阵元是否空载的步骤包括：

获取所述待检测阵元的响应函数和激励脉冲波形；

根据所述响应函数和激励脉冲波形，计算所述待检测阵元能够接收到的由所述声透镜反射的最大回波能量；

计算获取到的所述回波能量与所述最大回波能量的比值；

将所述比值与第二预设阈值进行比较，若所述比值小于所述第二预设阈值，则判定所述待检测阵元空载。

5.如权利要求1所述的超声探头阵元的检测方法，其特征在于，所述获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元的步骤包括：

计算所述待检测阵元的空载比例，所述空载比例为在所述超声探头发射超声脉冲波的第一预设统计次数内，所述待检测阵元的空载次数占所述第一预设统计次数的比例；

将所述空载比例与第三预设阈值进行比较，若所述空载比例小于所述第三预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元。

6.如权利要求1所述的超声探头阵元的检测方法，其特征在于，所述获取所述待检测阵元在空载时对应的预设空载参数，根据所述预设空载参数判断所述待检测阵元是否为异常阵元的步骤包括：

当判定所述待检测阵元空载时，获取当前超声脉冲波发射过程中所述超声探头的单个阵元接收到的由所述声透镜反射的回波能量的最大值；

计算当前超声脉冲波发射过程中获取到的所述回波能量与所述最大值的比值，得到所述待检测阵元在当前超声脉冲波发射过程中的相对能量；

根据第二预设统计次数内计算得到的所述待检测阵元的相对能量，判断所述待检测阵元是否为异常阵元。

7.如权利要求6所述的超声探头阵元的检测方法，其特征在于，所述根据第二预设统计次数内计算得到的所述待检测阵元的相对能量，判断所述待检测阵元是否为异常阵元的步骤包括：

计算所述待检测阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值；

将所述均值与第四预设阈值进行比较，若所述均值小于所述第四预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元；或者，

计算所述待检测阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例；

将所述异常比例与第六预设阈值进行比较，若所述异常比例大于所述第六预设阈值，则判定所述待检测阵元为异常阵元。

8.如权利要求7所述的超声探头阵元的检测方法，其特征在于，所述超声探头阵元的检测方法还包括：

计算所述超声探头的每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值，以及所述每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例；

根据所述每个阵元在第二预设统计次数内的相对能量的均值绘制相对能量均值直方图，根据所述每个阵元的相对能量在第二预设统计次数内的异常比例绘制相对能量异常比例直方图；

将绘制的所述相对能量均值直方图和所述相对能量异常比例直方图进行显示。

9.一种超声探头阵元的检测设备，其特征在于，所述超声探头阵元的检测设备包括：声透镜、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超声探头阵元的检测程序，所述超声探头阵元的检测程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的超声探头阵元的检测方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有超声探头阵元的检测程序，所述超声探头阵元的检测程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的超声探头阵元的检测方法的步骤。

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