一种电子步进聚焦医学成像装置制造方法及图纸

一种电子步进聚焦医学成像装置，包括前端检测单元、信号传送单元和控制及信号处理单元；电导率前端检测单元包括，检测水槽、镀银铜电极、静态磁场产生装置、超声线阵探头；信号传送单元，用于被控制及信号处理单元触发产生Chirp信号，并将Chirp信号传送到电子线阵聚焦控制模块和电压检测模块，以触发探头对被测样本进行激励；控制及信号处理单元包括：磁声电控制及计算模块、电子线阵聚焦控制模块和电压检测模块。本实用新型专利技术具有分别率高、成像速度快、成本低的优点，利用本实用新型专利技术的方法，可以在现有磁声电技术上获得高分辨率生物组织电导率成像，从而实现对肿瘤，癌症等生物组织的早期诊断和治疗。

An Electronic Stepping Focusing Medical Imaging Device

An electronic step-focus medical imaging device includes a front-end detection unit, a signal transmission unit and a control and signal processing unit; a conductivity front-end detection unit includes a detection tank, a silver-plated copper electrode, a static magnetic field generator and an ultrasonic linear array probe; and a signal transmission unit for triggering a Chirp signal by a controlled and signal processing unit and transmitting the Chirp signal to it. The electronic linear array focusing control module and voltage detection module are used to trigger the probe to excite the measured sample. The control and signal processing unit includes magneto-acoustic-electric control and calculation module, electronic linear array focusing control module and voltage detection module. The utility model has the advantages of high separation rate, fast imaging speed and low cost. By using the method of the utility model, high resolution electrical conductivity imaging of biological tissues can be obtained in the existing magneto-acoustic-electric technology, thereby realizing the early diagnosis and treatment of tumors, cancers and other biological tissues.

【技术实现步骤摘要】
一种电子步进聚焦医学成像装置
本技术属于医学成像
，具体一种电子步进聚焦医学成像装置。
技术介绍
由于不同生理、病理状态下生物组织具有不同电特性，其在肿瘤生长过程中，周边血管丰富，周围电阻率也会发生变化，且生物组织功能性病变早于结构性病变，功能性恢复滞后结构性恢复，因此有望通过检测组织电导率变化来检测病变情况，达到对病变组织早期诊断目的，故电导率成像研究对疾病预防和恢复具有重要意义。由于目前现有的磁声电成像方法基于互易定理，需求解磁声电逆过程，而在逆过程中存在不适定性，且矢量到标量，再由标量到矢量的过程中会造成信息的缺损，同时还存在边界设置求解问题，且现有电导率成像方法采用短脉冲高电压信号进行激励，送给超声探头的瞬时激励功率大，容易造成探头的损坏和性能的减弱，且采用平面波普通检测探头进行激励，在超声激励路径上其激励平均功率不大，受当前探头工艺影响，激励斑点往往较大，平均声强较小，成像点振动幅值较小，且激励斑点随激励深度增加而增大，激励能量随激励深度的增加而衰减，超声声强随激励深度的增加而减小，因此在信噪比一定的磁声电采集系统中，采用平面波探头作为激励源时所获得的电导率成像分辨率不高，检测到的磁声电信号的信噪比较低，通过电极接收磁声电信号，因此并没有使用探头的检测功能，且目前磁声电成像方法采用平面波激励探头，成像分辨率不高，成像速度慢，成本高，基于互易定理因而求解复杂、难以实现高分辨率电导率成像，而使用机械移动聚焦激励的方法成像速度较慢，操作不够灵活，且存在机械步进激励时精度受限，步进抖动影响等限制，机械移动聚焦激励的聚焦探头由于聚焦点声能量大，聚焦点焦斑很小，因而聚焦点声强大，因而很适合磁声电成像在Z轴方向上焦点处的功率激励，但功率探头在沿着Z轴路径上激励时，除焦点外其他区域因离聚焦点距离不同而导致声强分布不均匀，从而导致Z轴路径上各点的振动强度不同，进而导致磁声电导率成像在Z轴方向分辨率随聚焦探头聚焦点的位置变化而不断变化，因此，为克服聚焦探头在非聚焦点声强不均匀，单次扫描电导率曲线分辨率不高等问题，
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电子步进聚焦医学成像装置，要解决现有技术成像速度慢，成本高的技术问题；并解决现有技术过于复杂，且不能实现高分辨率电导率成像的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电子步进聚焦医学成像装置，其特征在于：包括前端检测单元、信号传送单元和控制及信号处理单元；所述电导率前端检测单元包括：检测水槽，用于盛放被测样本，检测水槽内部设有镀银铜电极，所述镀银铜电极垂直检测水槽槽底设置；静态磁场产生装置，包括两块板面相对设于检测水槽两侧的静态汝铁硼磁体及C形支架；探头，所述探头为超声线阵功率探头，伸到被测样本表面，用于提供为对被测样本进行高功率超声波电子激励所需的超声波；所述信号传送单元，用于被控制及信号处理单元触发产生Chirp信号，并将Chirp信号传送到电子线阵聚焦控制模块和电压检测模块，以触发探头对被测样本进行激励；所述控制及信号处理单元包括：磁声电控制及计算模块，用于通过电子线阵聚焦控制模块控制探头运动，用于触发信号传送单元产生Chirp信号，用于对被测样本电导率进行计算；电子线阵聚焦控制模块，控制探头的聚焦点在被测样本进行步进电子聚焦扫频激励，电压检测模块，用于对来自信号传送单元的Chirp信号和来自检测水槽的电极电压信号进行阻抗匹配和ADC采集及前置放大处理，并将电压检测模块的状态信息反馈给电压检测模块。进一步地，所述信号传送单包括：信号产生模块，用于被磁声电控制及计算模块传递的触发信号触发产生Chirp信号；功率分配模块，用于将信号产生模块产生的Chirp信号分别分配给功率放大模块和电压检测模块；功率放大模块，用于将来自功率分配模块的Chirp信号进行功率放大后传输到探头，以激励探头产生超声波。进一步地，所述磁声电控制及计算模块包括：阻抗匹配模块，与电压检测模块模块相连，用于对来自电压检测模块的电极电压信号和Chirp信号进行阻抗匹配；ADC采集模块：与阻抗匹配模块相连，用于通过模数转换器对经阻抗匹配模块处理后的两路信号转为相应的数字信号；前置放大模块：与ADC采集模块相连，用于将两路信号经ADC采集模块处理得到的数字信号进行放大处理；均值处理模块：与前置放大模块相连，用于将放大处理完毕的数字信号进行均值处理；带通滤波模块：与均值处理模块相连，用于将均值处理完毕的数字信号进行带通滤波处理；数字点乘模块：与带通滤波模块相连，用于将经带通滤波处理完毕的数字信号进行数字点乘处理；低通滤波模块：与数字点乘模块相连，用于将经数字点乘处理完毕的数字信号进行低通滤波处理；FFT变换模块：与低通滤波模块相连，用于将经低通滤波模块处理完毕的数字信号转换成中频信号；尺度转换和峰值检波模块：与FFT变换模块相连，用于通过所述中频信号获得被测样本单个激励点的电导率曲线；成像处理模块：与尺度转换和峰值检波模块相连，采集尺度转换和峰值检波模块获得的所需激励点的电导率曲线，根据所需激励点的电导率曲线绘制电导率分布图。进一步地，所述磁声电控制及计算模块还与输入模块相连；所述输入模块用于向磁声电控制及计算模块输入控制指令及预设的扫描计划，还用于输入电导率计算指令。进一步地，所述磁声电控制及计算模块还与显示模块相连，显示模块通过输入模块预设所需的显示模式。此外，所述三色LED灯包括红色灯、绿色灯和蓝色灯，所述红色表示运行故障状态，绿色表示正常工作状态，蓝色表示待机可装载状态。进一步地，所述磁声电控制及计算模块还与有线/无线通信模块相连，所述有线/无线通信模块用于将完成后的电导率分布图远程传输到后台服务器上以便存储和查询。实施本技术提供的一种电子步进聚焦医学成像装置，可以达到以下有益效果：本技术克服了机械聚焦激励的方法成像速度较慢，操作不够灵活，且存在机械步进激励时精度受限，步进抖动影响等限制的缺点，更克服了平面波普通检测探头进行激励，在超声激励路径上其激励平均功率不大，检测到的磁声电信号的信噪比较低，成像分辨率不高，成像速度慢，成本高，基于互易定理因而求解复杂、难以实现高分辨率电导率成像的缺点，本技术集合两种方式的优点，获得了一种成像分别率高、成像速度快、成本低的医学成像方式。利用本技术可以在现有磁声电技术技术上获得高分辨率生物组织电导率成像，从而实现对肿瘤，癌症等生物组织的早期诊断和治疗。本技术克服了单聚焦点落在成像区域位置无法估计和很难保证被测样本在电导率变化相同而位置区域不同时所测得电导率值接近的缺点，采用电子线阵聚焦控制模块控制探头进行精确运动，同时还设置了运动状态显示模块用于显示磁声电导率成像状态，方便操作员根据显示状态进行仪器调整.本技术专利及采用了电子聚焦激励控制精准，耗时少的优势，又结合线性扫频激励方法比高电压窄脉冲激励方法大大减小了探头的瞬时激励功率，以及利用聚焦点处激励幅值大的优势，且在每个激励点多次激励采集取均值的方法提高了系统信噪比，因而可快速、精准、高分辨率、低成本的对测试样本进行二维电导率成像。附图说明图1为本技术一种电子步进聚焦医学成像装置的结构示意图；图2为本技术涉及的磁声电控制及计算模块的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子步进聚焦医学成像装置，其特征在于：包括前端检测单元、信号传送单元和控制及信号处理单元；所述电导率前端检测单元包括：检测水槽(1)，用于盛放被测样本(2)，检测水槽(1)内部设有镀银铜电极(7)，所述镀银铜电极(7)垂直检测水槽(1)槽底设置；静态磁场产生装置(8)，包括两块板面相对设于检测水槽(1)两侧的静态汝铁硼磁体及C形支架；探头(3)，所述探头(3)为超声线阵探头，伸到被测样本(2)表面，用于提供为对被测样本(2)进行高功率超声电子聚焦激励所需的超声波；所述信号传送单元，用于被控制及信号处理单元触发产生Chirp信号，并将Chirp信号传送到电子线阵聚焦控制模块(4)和电压检测模块(6)，以触发探头(3)对被测样本(2)进行激励；所述控制及信号处理单元包括：磁声电控制及计算模块(5)，用于通过电子线阵聚焦控制模块(4)控制探头(3)运动，用于触发信号传送单元产生Chirp信号，用于对被测样本(2)电导率进行计算；电子线阵聚焦控制模块(4)，控制探头(3)的聚焦点在被测样本(2)进行步进电子聚焦扫频激励，电压检测模块(6)，用于对来自信号传送单元的Chirp信号和来自检测水槽(1)的电极电压信号进行阻抗匹配和ADC采集及前置放大处理，并将电压检测模块(6)的状态信息反馈给电压检测模块(6)；语音模块(15)，与磁声电控制及计算模块(5)相连，用于播报磁声电控制及计算模块(5)的计算进度；运动状态显示模块(14)，与磁声电控制及计算模块(5)相连，用于显示磁声电导率成像状态，包括一个三色LED灯。...

【技术特征摘要】
1.一种电子步进聚焦医学成像装置，其特征在于：包括前端检测单元、信号传送单元和控制及信号处理单元；所述电导率前端检测单元包括：检测水槽(1)，用于盛放被测样本(2)，检测水槽(1)内部设有镀银铜电极(7)，所述镀银铜电极(7)垂直检测水槽(1)槽底设置；静态磁场产生装置(8)，包括两块板面相对设于检测水槽(1)两侧的静态汝铁硼磁体及C形支架；探头(3)，所述探头(3)为超声线阵探头，伸到被测样本(2)表面，用于提供为对被测样本(2)进行高功率超声电子聚焦激励所需的超声波；所述信号传送单元，用于被控制及信号处理单元触发产生Chirp信号，并将Chirp信号传送到电子线阵聚焦控制模块(4)和电压检测模块(6)，以触发探头(3)对被测样本(2)进行激励；所述控制及信号处理单元包括：磁声电控制及计算模块(5)，用于通过电子线阵聚焦控制模块(4)控制探头(3)运动，用于触发信号传送单元产生Chirp信号，用于对被测样本(2)电导率进行计算；电子线阵聚焦控制模块(4)，控制探头(3)的聚焦点在被测样本(2)进行步进电子聚焦扫频激励，电压检测模块(6)，用于对来自信号传送单元的Chirp信号和来自检测水槽(1)的电极电压信号进行阻抗匹配和ADC采集及前置放大处理，并将电压检测模块(6)的状态信息反馈给电压检测模块(6)；语音模块(15)，与磁声电控制及计算模块(5)相连，用于播报磁声电控制及计算模块(5)的计算进度；运动状态显示模块(14)，与磁声电控制及计算模块(5)相连，用于显示磁声电导率成像状态，包括一个三色LED灯。2.如权利要求1所述的一种电子步进聚焦医学成像装置，其特征在于：所述信号传送单包括：信号产生模块(9)，用于被磁声电控制及计算模块(5)传递的触发信号触发产生Chirp信号；功率分配模块(10)，用于将信号产生模块(9)产生的Chirp信号分别分配给功率放大模块(11)和电压检测模块(6)；功率放大模块(11)，用于将来自功率分配模块(10)的Chirp信号进行功率放大后传输到探头(3)，以激励探头(3)产生超声波。3.如权利要求1所述的一种电子步进聚焦医学成像装置，其特征在于，所述磁声电控制及计算模块(5)包括：阻抗匹配模块(51)，与电压检测模块(6)模块相连，用于对来自电压检...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴明，于凌尧，陈思平，陈昕，朱慧萍，孙通，闫杰杰，胡雨阳，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东,44