带旋转定位的体内介入扇扫探头及包含其的超声成像系统技术方案

本实用新型专利技术属于超声成像技术领域，具体涉及一种带旋转定位的体内介入扇形探头及包含其的超声成像系统。本实用新型专利技术提供的体内介入扇扫探头包括超声机构和标定机构，超声机构包括具有容腔的外壳以及共同设置在容腔内的超声换能器和伺服电机，标定机构包括相对设置在外壳和超声换能器上的传感器和感应器。当超声换能器相对于外壳进行扇形扫描运动时，感应器或传感器均可作为区间标定单元以获取信号或给予信号，据此得到超声换能器相对于外壳进行扇行扫描运动的角度以及方向切换时的位置。成像主机通过该标定机构获取的位置和角度即可实现对超声换能器扇形扫描运动定位，避免了图像合成时失真问题。

【技术实现步骤摘要】
带旋转定位的体内介入扇扫探头及包含其的超声成像系统
本技术属于超声成像
，具体涉及一种带旋转定位的体内介入扇扫探头及包含其的超声成像系统。
技术介绍
对体腔病变进行诊断时，单纯通过组织表面形态变化来推断存在着一定的主观性和局限性。体内介入超声成像技术利用超声探头介入到体内，对血管、消化道、支气管、心脏等体内组织进行超声扫描，能够获得较为清晰、准确的体内组织断层图像，为医生的对症施治提供了客观的依据。体内介入超声成像装置一般包括成像主机、体内介入超声探头和外部驱动控制单元，外部控制单元的旋转电机产生的旋转运动通过传动软轴传递给超声换能器，从而实现对体内腔道内壁成像。然而，当传动软轴带动超声换能器旋转时，传动软轴的弯曲特点、扭转特点以及与鞘管的摩擦变化等因素均可引起旋转传递的不均匀性，使得成像主机不能准确判断超声换能器旋转的实际位置，从而引起图像失真。为解决该技术难题，有报道将旋转电机做成微型结构，直接与超声换能器相连接，可消除传动软轴引起的旋转传递的不均匀性。但对扇扫成像装置而言，其旋转电机需要在一定角度范围做往复运动，往复运动本身存在累积误差，尤其是当运动方向发生切换时，由于惯性的存在，旋转电机在旋转周向上将发生震动，从而导致旋转运动更加不稳定，旋转运动误差将更大，该运动误差在微型结构中很难进行检测和控制，成像主机仍无法准确判断超声换能器旋转的实际角度和位置，图像失真问题依然存在。
技术实现思路
因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有的扇扫成像装置因旋转电机往复运动带来不稳定性而无法准确判断超声换能器旋转的实际位置继而导致图像失真的缺陷，从而提供一种能够准确判断超声换能器旋转实际位置的体内介入扇扫探头以及包含该扇扫探头的超声成像装置。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：本技术提供一种带旋转定位的体内介入扇扫探头，包括：超声机构，包括具有容腔并一端封闭的外壳以及共同设置在所述容腔内的超声换能器和伺服电机，所述伺服电机与所述超声换能器连接以驱动所述超声换能器相对于所述外壳周期性进行扇形扫描运动；标定机构，包括相对设置在所述外壳和所述超声换能器上的传感器和感应器，所述传感器或所述感应器设置若干以形成对应于扇形扫描运动周向两端的端位标定单元以及分布在所述端位标定单元之间的区间标定单元，所述端位标定单元获取与其相对的所述传感器信号或给予与其相对的所述感应器信号、所述区间标定单元获取与其相对的所述传感器信号或给予与其相对的所述感应器信号，以分别对所述超声换能器相对于所述外壳发生扇形扫描运动的方向切换位置和扇形扫描角度进行标定。优选地，该结构的带旋转定位的体内介入扇扫探头，所述传感器与所述感应器之间的信号感应方式选用光感应、磁感应中的一种。进一步优选地，该结构的带旋转定位的体内介入扇扫探头，所述端位标定单元与所述伺服电机连接，通过将所述端位标定单元与其相对的所述传感器或所述感应器之间的信号传递至所述伺服电机以控制所述伺服电机进行转向切换。优选地，该结构的带旋转定位的体内介入扇扫探头，所述传感器数量为一个并设置在所述超声换能器上，所述感应器数量为若干并设置在所述外壳内壁面。进一步优选地，该结构的带旋转定位的体内介入扇扫探头，对应于扇形扫描运动周向两端的所述感应器形成所述端位标定单元，其余所述感应器形成所述区间标定单元，所述区间标定单元在所述端位标定单元之间等间距分布。进一步优选地，该结构的带旋转定位的体内介入扇扫探头，所述超声机构还包括供固定所述超声换能器的超声底座、供固定所述传感器的传感底座，所述超声底座、所述传感底座设置在所述伺服电机输出端并同步运动。进一步优选地，该结构的带旋转定位的体内介入扇扫探头，所述超声底座上设置有供所述超声换能器安装的第一安装部以及供所述传感底座一端伸入的安装通孔；所述传感底座凸出于所述超声底座的另一端设置有供所述传感器安装的第二安装部。进一步优选地，该结构的带旋转定位的体内介入扇扫探头，所述超声机构还包括设置在所述容腔内、并供所述传感器伸入的内壳，所述感应器分布在所述内壳上。本技术还提供一种超声成像系统，包括：如上所述的带旋转定位的体内介入扇扫探头；成像主机。本技术技术方案，具有如下优点：1.本技术提供的带旋转定位的体内介入扇扫探头，包括超声机构和标定机构。其中，超声机构包括具有容腔并一端封闭的外壳以及共同设置在容腔内的超声换能器和伺服电机，伺服电机与超声换能器连接以驱动超声换能器相对于外壳周期性进行扇形扫描运动；标定机构包括相对设置在外壳和超声换能器上的传感器和感应器，传感器或感应器设置若干以形成对应于扇形扫描运动周向两端的端位标定单元以及分布在端位标定单元之间的区间标定单元，端位标定单元获取与其相对的传感器信号或给予与其相对的感应器信号、区间标定单元获取与其相对的传感器信号或给予与其相对的感应器信号，以分别对超声换能器相对于外壳发生扇形扫描运动的方向切换位置和扇形扫描角度进行标定。该结构的带旋转定位的体内介入扇扫探头，将传感器和感应器相对设置在外壳和超声换能器上，当超声换能器相对于外壳进行扇形扫描运动时，感应器或传感器均可作为区间标定单元以获取信号或给予信号，据此得到超声换能器相对于外壳进行扇行扫描运动的角度；当伺服电机运动方向发生切换时，感应器或传感器均可作为端位标定单元以获取信号或给予信号，据此得到超声换能器方向切换时的位置。成像主机通过该标定机构获取的位置和角度即可实现对超声换能器扇形扫描运动定位，消除常规超声探头因伺服电机往复运动以及方向切换时所造成超声换能器旋转运动的实际位置和角度与控制超声换能器扇形扫描运动预设的理想位置和角度的偏差，避免了图像合成时失真的问题。2.本技术提供的带旋转定位的体内介入扇扫探头，端位标定单元与伺服电机连接，端位标定单元与其相对的传感器或感应器之间的信号传递至该伺服电机，端位标定单元既可以获取伺服电机在方向切换时的位置信号，也可以指令伺服电机进行方向切换，也即，伺服电机的方向切换指令和切换位置获取均由同一设备控制，无需单独设置转向控制装置，减小了误差。3.本技术提供的带旋转定位的体内介入扇扫探头，区间标定单元在端位标定单元之间等间距分布，当超声换能器相对于外壳进行扇形扫描运动时，作为区间标定单元的若干个感应器依次获取超声换能器各个扫描角度信号，实现了提高标定精度和简化标定计算过程的统一。4.本技术提供的超声成像系统，包括带旋转定位的体内介入扇扫探头，能够准确判断超声换能器发生扇形扫描运动的在方向切换时的实际位置以及扇形扫描时的实际角度，在图像合成时不会引起图像失真。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带旋转定位的体内介入扇扫探头，其特征在于，包括：/n超声机构，包括具有容腔的外壳以及共同设置在所述容腔内的超声换能器和伺服电机，所述伺服电机与所述超声换能器连接以驱动所述超声换能器相对于所述外壳周期性进行扇形扫描运动；/n标定机构，包括相对设置在所述外壳和所述超声换能器上的传感器和感应器，所述传感器或所述感应器设置若干以形成对应于扇形扫描运动周向两端的端位标定单元以及分布在所述端位标定单元之间的区间标定单元，所述端位标定单元获取与其相对的所述传感器信号或给予与其相对的所述感应器信号、所述区间标定单元获取与其相对的所述传感器信号或给予与其相对的所述感应器信号，以分别对所述超声换能器相对于所述外壳发生扇形扫描运动的方向切换位置和扇形扫描角度进行标定。/n

【技术特征摘要】
1.一种带旋转定位的体内介入扇扫探头，其特征在于，包括：
超声机构，包括具有容腔的外壳以及共同设置在所述容腔内的超声换能器和伺服电机，所述伺服电机与所述超声换能器连接以驱动所述超声换能器相对于所述外壳周期性进行扇形扫描运动；
标定机构，包括相对设置在所述外壳和所述超声换能器上的传感器和感应器，所述传感器或所述感应器设置若干以形成对应于扇形扫描运动周向两端的端位标定单元以及分布在所述端位标定单元之间的区间标定单元，所述端位标定单元获取与其相对的所述传感器信号或给予与其相对的所述感应器信号、所述区间标定单元获取与其相对的所述传感器信号或给予与其相对的所述感应器信号，以分别对所述超声换能器相对于所述外壳发生扇形扫描运动的方向切换位置和扇形扫描角度进行标定。


2.根据权利要求1所述的带旋转定位的体内介入扇扫探头，其特征在于，所述传感器与所述感应器之间的信号感应方式选用光感应、磁感应中的一种。


3.根据权利要求2所述的带旋转定位的体内介入扇扫探头，其特征在于，所述端位标定单元与所述伺服电机连接，通过将所述端位标定单元与其相对的所述传感器或所述感应器之间的信号传递至所述伺服电机以控制所述伺服电机进行转向切换。


4.根据权利要求1-3任一所述的带旋转定位的体内介入扇扫探头，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志乐，简小华，朱鑫乐，吕加兵，崔崤峣，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：新型
国别省市：江苏;32