專利名稱:差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)檢測與成像儀器領(lǐng)域，是一種利用差頻超聲縱向力產(chǎn)生可三維空間分辨的聲電效應(yīng)和磁聲電效應(yīng)的檢測與成像技術(shù)的研究開發(fā)測試掃描臺，尤其是一種基于差頻超聲縱向力的生物醫(yī)學(xué)磁聲電效應(yīng)檢測成像技術(shù)研究開發(fā)的實(shí)驗(yàn)測試臺。
背景技術(shù)：
近年來，生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明腫瘤組織特別是惡性腫瘤組織的電導(dǎo)率通常比它的周圍組織高2-4倍，因此影像組織或器官的電導(dǎo)率分布可以檢測掃描腫瘤的位置、大小、 性狀。而傳統(tǒng)的電阻抗成像雖然有測 試速度快、方便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，但是空間分辨率很低，只能達(dá)到影像物體尺寸的十分之一。然而，電屬性檢測與成像作為一種重要的生物醫(yī)學(xué)檢測與影像技術(shù)方法已經(jīng)越來越受到各國研究人員、醫(yī)學(xué)人員的廣泛關(guān)注。組織或器官的電屬性能顯著反映某些生物體、人體的組織、器官的生理、醫(yī)學(xué)狀態(tài)、功能活動，因此影像檢測組織或器官的電屬性具有重要的生物醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)學(xué)檢測意義。于是，美國、德國、法國等歐美發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資研究開發(fā)基于核磁共振的電阻抗成像技術(shù)?；诤舜殴舱竦碾娮杩钩上窦夹g(shù)具有空間分辨率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，但它很難提供動態(tài)的和功能活動的信息，而且價(jià)格非常昂貴。最近科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)利用聲電效應(yīng)和基于洛倫茲力的磁聲電效應(yīng)可以開發(fā)出高空間分辨率的動態(tài)電流源成像和電導(dǎo)率成像。此項(xiàng)技術(shù)是目前國際生物醫(yī)學(xué)成像的研究前沿，具有重要的生物醫(yī)學(xué)工程研究和醫(yī)學(xué)檢測意義。目前美國、法國已經(jīng)投入巨資進(jìn)行研究，將引起世界各國大力研究，給生物醫(yī)學(xué)檢測與成像帶來革新技術(shù)和重要影響， 具有十分重大的潛在價(jià)值。
此項(xiàng)技術(shù)目前還處于原創(chuàng)研究階段，差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺是此項(xiàng)技術(shù)的重要組成部分和關(guān)鍵技術(shù)之一。聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試掃描臺應(yīng)用單束超聲的聲電效應(yīng)進(jìn)行成像，由于單束超聲的高頻振蕩不利于檢測和增強(qiáng)信號，另外，它不適用于加入磁場以應(yīng)用基于洛倫茲力機(jī)制的磁聲電效應(yīng)進(jìn)行成像。應(yīng)用差頻超聲縱向力可以增強(qiáng)聲電效應(yīng)和洛倫茲力機(jī)制磁聲電效應(yīng)產(chǎn)生的信號，提高成像的空間分辨率、靈敏度和對比度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對差頻超聲縱向力聲電效應(yīng)和差頻超聲縱向力的洛倫茲力機(jī)制磁聲電效應(yīng)生物醫(yī)學(xué)檢測成像技術(shù)提供一個(gè)結(jié)構(gòu)合理簡單，調(diào)整靈活，掃描運(yùn)動合理，使用方便， 成本低廉的集成測試掃描臺。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺，包括底座和測試池，在底座上設(shè)置有測試腔、測試影像載物架、三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)以及雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的測試腔包括硅鋼磁路，在硅鋼磁路的兩極分別安放一圓盤永磁鐵，所述的測試影像載物架的載物薄片位于所述的兩圓盤永磁鐵的氣隙中，所述的三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)包括支架以及設(shè)置在支架上的 水平方向的橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壱约按怪狈较虻呢Q向?qū)к墸?在所述的豎向?qū)к壣线B接所述的雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括圓弧導(dǎo)軌和設(shè)置在圓弧導(dǎo)軌上的兩個(gè)圓弧導(dǎo)軌滑塊，在兩圓弧導(dǎo)軌滑塊上分別設(shè)置有沿圓弧徑向調(diào)節(jié)的徑向滑動條，在徑向滑動條上設(shè)置有沿圓弧軸向調(diào)節(jié)的軸向滑動條， 在軸向滑動條上安裝超聲探頭。
測試腔的靜磁場由硅鋼磁路兩極上的圓盤狀永磁鐵產(chǎn)生，永磁鐵為0. 3-0. 5T的強(qiáng)磁永磁鐵，在進(jìn)行差頻超聲縱向力聲電效應(yīng)檢測成像時(shí)不需要磁場，把磁鐵移開即可。雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由圓弧導(dǎo)軌和兩個(gè)圓弧導(dǎo)軌滑塊調(diào)節(jié)兩超聲束的夾角，由徑向T 型滑動條調(diào)節(jié)超聲探頭到圓弧圓心的距離，由圓柱坐標(biāo)軸向T型滑動條調(diào)節(jié)超聲焦點(diǎn)的圓柱坐標(biāo)軸向位置，在軸向T型滑動條上安置超聲探頭。通過倒置構(gòu)架十字+ 丁型三維電控移動軌道實(shí)現(xiàn)三維掃描。
本發(fā)明在聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試掃描臺的基礎(chǔ)上引進(jìn)雙束差頻超聲縱向力進(jìn)行聲電效應(yīng)成像，此外，增加靜磁場使得測試掃描臺同時(shí)可以用于基于洛倫茲力機(jī)制的差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像。本發(fā)明兼有差頻超聲縱向力聲電效應(yīng)成像測試掃描臺和基于洛倫茲力機(jī)制的差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)成像測試掃描臺二用。本差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺技術(shù)先進(jìn)，調(diào)試方便靈活，成本低廉。
與原來的聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試掃描臺相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn) (1)引進(jìn)差頻超聲縱向力這個(gè)新技術(shù)，增強(qiáng)信號，提高靈敏度、空間分辨率。(2)設(shè)計(jì)提
供圓柱坐標(biāo)三維調(diào)節(jié)的雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使得對焦調(diào)節(jié)靈活、精確、方便。(3)增加由硅鋼磁路兩極上的強(qiáng)磁永磁鐵產(chǎn)生的靜磁場，使得差頻超聲縱向力聲電效應(yīng)成像測試掃描臺和基于洛倫茲力機(jī)制的差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)成像測試掃描臺自然集成一體。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是拆除測試池的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的靜磁場測試腔的設(shè)計(jì)圖。
圖4是本發(fā)明的測試影像載物架的結(jié)構(gòu)分解圖。
圖5是本發(fā)明的三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解圖。
圖6是本發(fā)明的雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解圖。
圖7是圖6的俯視圖。
圖8是圖6的主視圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1、圖2，差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺，由測試腔 1、測試影像載物架2、三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)3、雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4、測試池5和底座6組成。參照圖1，3，測試腔1包括硅鋼磁路101、兩個(gè)0. 3-0. 5T的圓盤強(qiáng)磁永磁鐵 102和測試腔支架103，在硅鋼磁路101的兩極分別安放一圓盤強(qiáng)磁永磁鐵102，由測試腔支架103支撐硅鋼磁路101和兩個(gè)圓盤強(qiáng)磁永磁鐵102。在兩圓盤永磁鐵的氣隙由測試影像載物架2承載測試物。參照圖1，4，測試影像載物架由兩支柱201從底座6上豎直支起，兩鋁棒橫梁202由平行連接部件7和四個(gè)螺釘安裝在兩支柱201的上端，兩橫梁上由交叉連接部件8安裝兩根豎直連桿203，兩豎直連桿203的下端安裝兩橫桿204，兩橫桿204上有塑料載物薄片205，任一豎直連桿203上由交叉連接部件8連接塑料導(dǎo)線固定橫梁206。 由塑料載物薄片205和塑料導(dǎo)線固定橫梁206分別承載被測物體和多路電極導(dǎo)線。參照圖 1，5，三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)3由兩鋁材支柱301從底座6上豎直支起，兩鋁材支柱301上端開有長槽302，鋁材支架橫梁303由兩鋁角304和8個(gè)鑼釘安裝在兩支柱的長槽302處， 鋁材支架橫梁303中間安裝具有水平方向橫向和縱向移動的橫向?qū)к壓涂v向?qū)к墸瑱M向?qū)к壓涂v向?qū)к壋墒?，在十字?dǎo)軌下端連接垂直方向移動的豎向?qū)к?，豎向?qū)к壋啥⌒停瑑烧吖餐瑯?gòu)成十字+ 丁型三維電控移動軌道305，由倒凹字型連接部件306和交叉連接部件8 連接雙柱豎直連桿307豎直延伸到測試池5中，然后由交叉連接部件8在雙柱豎直連桿307 下端連接雙橫梁連桿308，雙橫梁連桿308的一端安裝雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4。參照圖6、，7、8，雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4，包括在工字形圓弧導(dǎo)軌401上設(shè)置兩個(gè)圓弧導(dǎo)軌滑塊402，在兩個(gè)圓弧導(dǎo)軌滑塊402上設(shè)置圓弧徑向滑動條403，在圓弧徑向滑動條403上設(shè)置圓柱坐標(biāo)軸向滑動條405，圓柱坐標(biāo)軸向滑動條405上安置超聲探頭404，通過圓弧導(dǎo)軌滑塊402、徑向滑動條403和軸向滑動條405可實(shí)現(xiàn)超聲探頭404的圓柱坐標(biāo)三維調(diào)節(jié)， 由各自的鎖定螺釘406鎖定圓弧導(dǎo)軌滑塊402、徑向滑動條403和軸向滑動條405，其中徑向滑動條403和軸向滑動條405的形狀為T型。參照圖1，測試池5由塑料板粘合成。參照圖1 ，4，底座6由四個(gè)豎直鏍釘9調(diào)節(jié)底板的水平。參照圖1，2，3，當(dāng)進(jìn)行差頻超聲縱向力聲電效應(yīng)檢測成像時(shí)不需要磁場，把硅鋼磁路101、兩個(gè)圓盤強(qiáng)磁永磁鐵102和測試腔支架 103移開。
權(quán)利要求
1.一種差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺，其特征在于包括底座 (6)和測試池(5)，在底座(6)上設(shè)置有測試腔(1)、測試影像載物架(2)、三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)(3)以及雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)，所述的測試腔(1)包括硅鋼磁路(101)，在硅鋼磁路(101)的兩極分別安放一圓盤永磁鐵(102)，所述的測試影像載物架(2)的載物薄片 (205)位于所述的兩圓盤永磁鐵(102)的氣隙中，所述的三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)(3)包括支架以及設(shè)置在支架上的水平方向的橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壱约按怪狈较虻呢Q向?qū)к墸谒龅呢Q向?qū)к壣线B接所述的雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)，該雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) (4)包括圓弧導(dǎo)軌(401)和設(shè)置在圓弧導(dǎo)軌上的兩個(gè)圓弧導(dǎo)軌滑塊(402)，在兩圓弧導(dǎo)軌滑塊(402)上分別設(shè)置有沿圓弧徑向調(diào)節(jié)的徑向滑動條(403)，在徑向滑動條(403)上設(shè)置有沿圓弧軸向調(diào)節(jié)的軸向滑動條(405)，在軸向滑動條(405)上安裝超聲探頭(404)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺，其特征在于測試影像載物架包括兩支柱(201)、兩橫梁(202)、兩根豎直連桿(203)、兩橫桿 (204)以及載物薄片(205)，兩支柱(201)固定在底座(6)上，兩橫梁(202)安裝在兩支柱 (201)的上端，兩橫梁上安裝所述的兩根豎直連桿(203)，兩豎直連桿(203)的下端安裝所述的兩橫桿(204)，兩橫桿(204)上固定所述的載物薄片(205)，任一豎直連桿(203)上連接塑料導(dǎo)線固定橫梁(206)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺， 其特征在于所述的硅鋼磁路(101)為日字型，日字型的硅鋼磁路(101)在測試池(5)水平安置。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺， 其特征在于所述的徑向滑動條(403)形狀成T型，所述的軸向滑動條(405)形狀也成T型。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種差頻超聲縱向力磁聲電效應(yīng)檢測與成像系統(tǒng)的測試臺，包括底座和測試池，在底座上設(shè)置有測試腔、測試影像載物架、三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)以及雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，測試腔包括硅鋼磁路，在硅鋼磁路的兩極分別安放一圓盤永磁鐵，測試影像載物架的載物薄片位于兩圓盤永磁鐵的氣隙中，三維掃描運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)包括橫向?qū)к?、縱向?qū)к壓拓Q向?qū)к墸谪Q向?qū)к壣线B接雙束差頻超聲對焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括圓弧導(dǎo)軌和兩個(gè)圓弧導(dǎo)軌滑塊，在圓弧導(dǎo)軌滑塊上設(shè)有徑向滑動條，在徑向滑動條上設(shè)有軸向滑動條，在軸向滑動條上安裝超聲探頭。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)合理簡單，雙束差頻超聲對焦調(diào)整靈活，掃描運(yùn)動平穩(wěn)，使用方便，成本低廉的目的。
文檔編號A61B8/08GKCN102357036SQ201110338067
公開日2012年2月22日 申請日期2011年11月1日
發(fā)明者宋愛國, 楊仁桓 申請人:東南大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan