[发明专利]一种基于后向散射能量的超声测温装置与方法

权利要求书

1.一种基于后向散射能量的超声测温装置，其特征在于，包括：

超声波探头，设置为超声多阵元换能器，用于发射超声波发射信号，同时接收超声波反射信号；

信号处理器，与所述超声波探头连接；所述信号处理器用于接收来自所述超声波探头采集的所述超声波反射信号，以及向所述超声波探头发送所述超声波发射信号，超声波选择39MHz；中央处理器，与所述信号处理器连接；所述中央处理器用于对所述信号处理器输入的信号进行影像输出处理，计算出受检人员的体温；所述中央处理器提取的信号特征为射频回传信号的幅度，并计算出后向散射能量变化，确定相应的温度变化；

所述信号处理器分为数据采集接口、信号放大器和信号预处理器；超声信号的反向散射能量信号通过数据接口，再经过信号放大器放大，在所述信号预处理器中进行量化及初步滤波；

超声信号进入所述信号处理器后，先进行基于像素差异指数的去噪方法；首先将像素块分块，计算不同区域像素块的像素差异指数Pd，其计算公式如下：

其中,像素块的大小为N×N，μ_i,j为N×N像素块中的像素均值，f(i,j)为(i,j)像素点的像素值；通过对不同区域像素块Pd值的大小进行分类；并通过窗口滑动进一步准确找到噪声点与边缘存在的位置，对其进行处理；

对处理后的回波信号s′用DB5小波函数进行5层小波分解；设C_j是信号s′经过小波分解后尺度j下的小波系数，则信号然后计算出信号s′分解后对应的小波能量：

其中,j∈(1,N)，C_j(k)为小波系数C_j的第k个元素，N为分解层数；

超声信号计算出每个数据点的反向散射能量值，再计算出反向散射能量变化量；压力传感器，超声波探头上设置有压力传感器，与所述中央处理器连接，当所述压力传感器接收到压力后通知所述中央处理器，所述中央处理器将所述超声波发射信号发送至所述超声波探头；远程设备，通过无线通信模块与所述中央处理器连接，所述无线通信模块用于将处理完成的诊断信息发送至所述远程设备，并通过所述远程设备来管理控制所述中央处理器；

所述超声波探头用于对身体部位进行逐行扫描，并将信号发给中央处理器,取该部位扫描的温度图的各像素的平均值作为该受检人员的体温；

将手臂覆盖超声测温装置的压力传感器部分，所述压力传感器通知所述中央处理器启动，所述中央处理器通知所述超声波探头发射超声波，并通过所述信号处理器将信号处理为所述中央处理器计算出每个像素的后向散射能量的变化量，进一步计算出每个像素的温度。

2.如权利要求1所述的基于后向散射能量的超声测温装置，其特征在于，还包括：

压力传感器，与所述中央处理器连接，当所述压力传感器接收到压力后通知所述中央处理器，所述中央处理器将所述超声波发射信号发送至所述超声波探头；

显示屏，与所述中央处理器连接，所述中央处理器将影视信号输出给所述显示屏；

声音提示单元，与所述中央处理器连接，对所述温度测试的结果进行提示；

电源，用于所述超声波探头、所述信号处理器、所述中央处理器、所述显示屏及所述无线通信模块的供电。

3.如权利要求2所述的基于后向散射能量的超声测温装置，其特征在于，所述中央处理器用于将所测部位的温度图和该部位的温度上传到所述显示屏和所述无线通信模块上。

4.如权利要求2所述的基于后向散射能量的超声测温装置，其特征在于，所述无线通信模块可选择WiFi模块、Zigbee模块或LoRa模块。

5.如权利要求1所述的基于后向散射能量的超声测温装置，其特征在于，所述数据采集接口用于接收来自所述超声波探头采集的信号，以及向超声波探头发送信号；所述信号放大器用于将接收到的信号进行放大处理；所述信号预处理器用于对将射频回传信号的量化并对信号中的噪声进行初步的滤波。

6.如权利要求1所述的基于后向散射能量的超声测温装置，其特征在于，在该超声测温装置设计之初设好相应的测量基线，即模拟组织在26摄氏度时，采集到的射频回传信号的幅度，并通过射频回传信号的幅度计算出反向散射能量BE。