基于智能技术的超声弦线体模校准方法和装置的研究

齐芳; 王统宇; 刘哲; 朱卫民

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0350

基于智能技术的超声弦线体模校准方法和装置的研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0350

齐芳^1,,
王统宇¹,
刘哲²,
朱卫民^1, ,

1.
河南省计量测试科学研究院，郑州 450047
2.
北京工业大学，北京 100124

基金项目: 河南省市场监督管理局科技计划项目(2022sj01)。

详细信息

作者简介:
齐芳（1980-），河南省计量科学研究院高级工程师，研究方向：声学计量，邮箱：qiqi0744@sina.com

通讯作者:
朱卫民（1966-），河南省计量测试科学研究院正高级工程师，研究方向：声学与光学计量研究，邮箱：z8888wm@163.com

计量
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出版历程
- 收稿日期: 2023-12-15
- 录用日期: 2024-01-11
- 修回日期: 2024-03-12
- 网络出版日期: 2024-03-18

Research on the Calibration Method and Device of Ultrasonic Chordal Phantom Based on Intelligent Technology

QI Fang^1
,,
WANG Tongyu¹,
LIU Zhe²,
ZHU Weimin^{1
, ,}

1.
Henan Institute of Metrology Testing, Zhengzhou 450047, China
2.
Beijing University of Technology, Beijing 100124, China

摘要

摘要: 研究了超声多普勒弦线体模的校准方法，设计研制了一个基于智能技术的超声弦线体模校准装置。该装置可通过双通道激光测速仪采集超声弦线体模的主动轮和从动轮的转速，传入分析系统进行分析计算从而计算出弦线体模的弦线速度，并可采集生理波形周期内各点线速度与数据库中标准的生理波形线速度进行比较，从而判断所设置速度下的测试波形和生理波形曲线是否满足要求。实验结果表明，相较于目前存在的对恒定血流速度的检测方法，该方法和装置不仅能便捷高效地对恒定血流速度进行检测，还可以智能化地对生理波形进行检测，有效地解决了超声弦线体模的校准溯源问题。
- 计量学 /
- 弦线体模 /
- 主动轮 /
- 线速度 /
- 激光测速 /
- 生理波形
Abstract: This article studies the calibration method of ultrasonic chordal phantom, designed and developed a ultrasonic chord phantom calibration device based on intelligent technology. This device can collect the rotational speeds of the ultrasonic capstan and driven wheels of the chordal phantom through a dual channel laser velocimeter and input them into the analysis system for analysis and calculation, in order to calculate the chordal speed of the chordal phantom. And it can collect the line speeds of each point within the physiological waveform cycle and compare them with the standard physiological waveform line speeds in the database, in order to determine whether the physiological waveform curve at the setting speed meets the requirements. The experimental results indicate that compared to the existing detection methods for constant blood flow velocity, this method and device can not only conveniently and efficiently detect constant blood flow velocity, but also detect physiological waveforms intelligently, they solved the calibration and traceability problem of ultrasonic chordal phantom effectively.
- metrology /
- chordal phantom /
- capstan /
- linear velocity /
- laser velocimetry /
- physiological waveform

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图 1 系统总体框图

Figure 1. Overall block diagram of the system

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图 2 软件界面

Figure 2. Software interface

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图 3 系统配置并打开通讯端口程序图

Figure 3. System configuration and opening communication port program diagram

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图 4 读取数据并进行CRC校验程序图

Figure 4. Reading data and performing CRC verification program diagram

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图 5 数据计算程序图

Figure 5. Data calculation program diagram

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图 6 “数据回放”按键响应程序图

Figure 6. Program diagram of “data playback” button response

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图 7 “保存数据”和“加载标准波形”按键响应程序图

Figure 7. Program diagram of button response for “Save Data” and “Load Standard Waveform”

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图 8 生理波形和测试波形的拟合曲线图

Figure 8. Fitting curve of physiological waveform and test waveform

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表 1 恒定血流速度测试结果

Table 1. Test results of constant blood flow velocity

速度设定值（m·s⁻¹）	装置实测值（m·s⁻¹）	误差（%）
10	9.98	−0.20
20	20.10	0.50
30	29.95	−0.17
40	40.09	0.23
50	50.02	0.04
60	60.05	0.08
70	70.06	0.09
80	79.98	−0.02
90	89.89	−0.12
100	99.82	−0.18
110	110.10	0.09
120	119.97	−0.03

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表 2 滑移误差测试结果

Table 2. Test results of slip error

主动轮速度值（m·s⁻¹）	从动轮实测值（m·s⁻¹）	滑移值（%）
20.13	20.06	0.35
40.03	39.94	0.22
60.16	59.95	0.35
79.93	79.61	0.40
99.89	99.36	0.53
119.93	119.06	0.73

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表 3 生理波形测试结果

Table 3. Test results of physiological waveform

波形	相关系数（%）
小儿导管动脉	99.45
小儿脐带	99.56
成人颈动脉	99.40
狭窄颈动脉	99.78
阶梯波形	99.79
三角波	99.82

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