專利名稱：差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺的制作方法
技術領域：
本發明屬于生物醫學檢測與成像儀器領域，是一種利用差頻超聲縱向力產生可三維空間分辨的聲電效應和磁聲電效應的檢測與成像技術的研究開發測試掃描臺，尤其是一種基于差頻超聲縱向力的生物醫學磁聲電效應檢測成像技術研究開發的實驗測試臺。
背景技術：
近年來，生物醫學實驗研究表明腫瘤組織特別是惡性腫瘤組織的電導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率分布可以檢測掃描腫瘤的位置、大小、 性狀。而傳統的電阻抗成像雖然有測 試速度快、方便、成本低廉的優點，但是空間分辨率很低，只能達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學檢測與影像技術方法已經越來越受到各國研究人員、醫學人員的廣泛關注。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、醫學狀態、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學研究和醫學檢測意義。于是，美國、德國、法國等歐美發達國家紛紛投入巨資研究開發基于核磁共振的電阻抗成像技術。基于核磁共振的電阻抗成像技術具有空間分辨率高的顯著優點，但它很難提供動態的和功能活動的信息，而且價格非常昂貴。最近科學研究發現利用聲電效應和基于洛倫茲力的磁聲電效應可以開發出高空間分辨率的動態電流源成像和電導率成像。此項技術是目前國際生物醫學成像的研究前沿，具有重要的生物醫學工程研究和醫學檢測意義。目前美國、法國已經投入巨資進行研究，將引起世界各國大力研究，給生物醫學檢測與成像帶來革新技術和重要影響， 具有十分重大的潛在價值。此項技術目前還處于原創研究階段，差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺是此項技術的重要組成部分和關鍵技術之一。聲電效應檢測與成像系統的測試掃描臺應用單束超聲的聲電效應進行成像，由于單束超聲的高頻振蕩不利于檢測和增強信號，另外，它不適用于加入磁場以應用基于洛倫茲力機制的磁聲電效應進行成像。應用差頻超聲縱向力可以增強聲電效應和洛倫茲力機制磁聲電效應產生的信號，提高成像的空間分辨率、靈敏度和對比度。
發明內容
本發明針對差頻超聲縱向力聲電效應和差頻超聲縱向力的洛倫茲力機制磁聲電效應生物醫學檢測成像技術提供一個結構合理簡單，調整靈活，掃描運動合理，使用方便， 成本低廉的集成測試掃描臺。本發明采用如下技術方案
一種差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺，包括底座和測試池，在底座上設置有測試腔、測試影像載物架、三維掃描運動控制機構以及雙束差頻超聲對焦調節機構，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，所述的三維掃描運動控制機構包括支架以及設置在支架上的 水平方向的橫向導軌和縱向導軌以及垂直方向的豎向導軌， 在所述的豎向導軌上連接所述的雙束差頻超聲對焦調節機構，該雙束差頻超聲對焦調節機構包括圓弧導軌和設置在圓弧導軌上的兩個圓弧導軌滑塊，在兩圓弧導軌滑塊上分別設置有沿圓弧徑向調節的徑向滑動條，在徑向滑動條上設置有沿圓弧軸向調節的軸向滑動條， 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生，永磁鐵為0. 3-0. 5T的強磁永磁鐵，在進行差頻超聲縱向力聲電效應檢測成像時不需要磁場，把磁鐵移開即可。雙束差頻超聲對焦調節機構由圓弧導軌和兩個圓弧導軌滑塊調節兩超聲束的夾角，由徑向T 型滑動條調節超聲探頭到圓弧圓心的距離，由圓柱坐標軸向T型滑動條調節超聲焦點的圓柱坐標軸向位置，在軸向T型滑動條上安置超聲探頭。通過倒置構架十字+ 丁型三維電控移動軌道實現三維掃描。本發明在聲電效應檢測與成像系統的測試掃描臺的基礎上引進雙束差頻超聲縱向力進行聲電效應成像，此外，增加靜磁場使得測試掃描臺同時可以用于基于洛倫茲力機制的差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像。本發明兼有差頻超聲縱向力聲電效應成像測試掃描臺和基于洛倫茲力機制的差頻超聲縱向力磁聲電效應成像測試掃描臺二用。本差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺技術先進，調試方便靈活，成本低廉。與原來的聲電效應檢測與成像系統的測試掃描臺相比，本發明具有如下優點 (1)引進差頻超聲縱向力這個新技術，增強信號，提高靈敏度、空間分辨率。(2)設計提
供圓柱坐標三維調節的雙束差頻超聲對焦調節機構，使得對焦調節靈活、精確、方便。(3)增加由硅鋼磁路兩極上的強磁永磁鐵產生的靜磁場，使得差頻超聲縱向力聲電效應成像測試掃描臺和基于洛倫茲力機制的差頻超聲縱向力磁聲電效應成像測試掃描臺自然集成一體。
圖1是本發明實施例的結構示意圖。圖2是拆除測試池的結構示意圖。圖3是本發明的靜磁場測試腔的設計圖。圖4是本發明的測試影像載物架的結構分解圖。圖5是本發明的三維掃描運動控制機構的結構分解圖。圖6是本發明的雙束差頻超聲對焦調節機構的結構分解圖。圖7是圖6的俯視圖。圖8是圖6的主視圖。
具體實施例方式參照圖1、圖2，差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺，由測試腔 1、測試影像載物架2、三維掃描運動控制機構3、雙束差頻超聲對焦調節機構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0. 3-0. 5T的圓盤強磁永磁鐵 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磁永磁鐵102，由測試腔支架103支撐硅鋼磁路101和兩個圓盤強磁永磁鐵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連接塑料導線固定橫梁206。 由塑料載物薄片205和塑料導線固定橫梁206分別承載被測物體和多路電極導線。參照圖 1，5，三維掃描運動控制機構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導軌和縱向導軌，橫向導軌和縱向導軌成十字，在十字導軌下端連接垂直方向移動的豎向導軌，豎向導軌成丁型，兩者共同構成十字+ 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節機構4。參照圖6、，7、8，雙束差頻超聲對焦調節機構4，包括在工字形圓弧導軌401上設置兩個圓弧導軌滑塊402，在兩個圓弧導軌滑塊402上設置圓弧徑向滑動條403，在圓弧徑向滑動條403上設置圓柱坐標軸向滑動條405，圓柱坐標軸向滑動條405上安置超聲探頭404，通過圓弧導軌滑塊402、徑向滑動條403和軸向滑動條405可實現超聲探頭404的圓柱坐標三維調節， 由各自的鎖定螺釘406鎖定圓弧導軌滑塊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由四個豎直鏍釘9調節底板的水平。參照圖1，2，3，當進行差頻超聲縱向力聲電效應檢測成像時不需要磁場，把硅鋼磁路101、兩個圓盤強磁永磁鐵102和測試腔支架 103移開。
權利要求
1.一種差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺，其特征在于包括底座 (6)和測試池(5)，在底座(6)上設置有測試腔(1)、測試影像載物架(2)、三維掃描運動控制機構(3)以及雙束差頻超聲對焦調節機構(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，所述的三維掃描運動控制機構(3)包括支架以及設置在支架上的水平方向的橫向導軌和縱向導軌以及垂直方向的豎向導軌，在所述的豎向導軌上連接所述的雙束差頻超聲對焦調節機構(4)，該雙束差頻超聲對焦調節機構 (4)包括圓弧導軌(401)和設置在圓弧導軌上的兩個圓弧導軌滑塊(402)，在兩圓弧導軌滑塊(402)上分別設置有沿圓弧徑向調節的徑向滑動條(403)，在徑向滑動條(403)上設置有沿圓弧軸向調節的軸向滑動條(405)，在軸向滑動條(405)上安裝超聲探頭(404)。
2.根據權利要求1所述的差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺，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)上連接塑料導線固定橫梁(206)。
3.根據權利要求1或2所述的差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺， 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.根據權利要求1或2所述的差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺， 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。
全文摘要
本發明公開了一種差頻超聲縱向力磁聲電效應檢測與成像系統的測試臺，包括底座和測試池，在底座上設置有測試腔、測試影像載物架、三維掃描運動控制機構以及雙束差頻超聲對焦調節機構，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，三維掃描運動控制機構包括橫向導軌、縱向導軌和豎向導軌，在豎向導軌上連接雙束差頻超聲對焦調節機構，該調節機構包括圓弧導軌和兩個圓弧導軌滑塊，在圓弧導軌滑塊上設有徑向滑動條，在徑向滑動條上設有軸向滑動條，在軸向滑動條上安裝超聲探頭。本發明實現了結構合理簡單，雙束差頻超聲對焦調整靈活，掃描運動平穩，使用方便，成本低廉的目的。
文檔編號A61B8/08GK102357036SQ20111033806
公開日2012年2月22日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者宋愛國, 楊仁桓 申請人:東南大學