一種機(jī)械線性掃描高頻超聲波診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)用超聲波成像設(shè)備，具體是一種機(jī)械線性掃描高頻超聲波診斷裝 置，主要適用于跟腱、乳房、皮膚等淺表器官以及一些像眼科、甲狀腺、外周血管、睪丸等小 器官超聲波診斷，以及麻醉的超聲引導(dǎo)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于動(dòng)物跟腱、乳房、皮膚等淺表器官以及一些像眼科、甲狀腺、外周血管、睪丸等 小器官超聲波診斷，以及麻醉的超聲引導(dǎo)往往采用高頻線陣探頭來(lái)完成。對(duì)于圖像的細(xì)節(jié) 分辨率有較高的要求，但成像的幀頻要求不高。圖像的橫向分辨力影響因素與掃描線束的 間隔有關(guān)，也就是與探頭的陣元間距相關(guān)。圖像的縱向分辨力與探頭陣元的中心頻率相關(guān)。 為了獲得好的圖像分辨力需要陣元間距小、中心頻率高，由于陣元的中心頻率正比于陣元 寬度與陣元厚度的比值，需要陣元的厚度很薄，在工藝上難以實(shí)現(xiàn)。工藝限制了在陣元間距 有較高要求的情況下進(jìn)一步提升中心頻率。高頻線陣的中心頻率一般不大于10MHz，陣元間 距不小于0.3mm。
[0003] 采用線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)單陣元的換能器做掃描可以較好的解決掃描線束間 隔要求小與陣元中心頻率要求高的矛盾。單陣元換能器的中心頻率易于達(dá)到很高。20MHz或 更高的單陣元換能器已成功應(yīng)用于臨床，這是目前高頻線陣所不可及的。對(duì)于機(jī)械往復(fù)運(yùn) 動(dòng)拖動(dòng)換能器掃描，達(dá)到較細(xì)的掃描線束間隔亦非難事。此外，陣列探頭的波束由多個(gè)陣元 聚焦形成，具有旁瓣與柵瓣，圖像上表現(xiàn)為目標(biāo)回聲兩側(cè)有對(duì)稱偽像存在。單陣元的換能器 在這方面也頗具優(yōu)勢(shì)。
[0004]目前已有一些機(jī)械線性掃描的方法應(yīng)用于眼科以及皮膚超聲生物顯微鏡，但都存 在一些缺陷： 1)專利200920095502.1公開(kāi)了一種曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的線性掃描，步進(jìn)電機(jī)360°旋 轉(zhuǎn)，通過(guò)曲柄、連桿帶動(dòng)固定于滑塊的換能器往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)掃描。主要缺陷是:①換能器的 運(yùn)動(dòng)速度不是勻速的；②換能器的位置無(wú)法確定;③不同位置所需要的步進(jìn)電機(jī)扭矩不一 致。
[0005] 2)專利200920221100.1公開(kāi)了一種步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的線性掃描。 換能器的掃描范圍較小，有效行程不足齒條最大范圍（齒條運(yùn)動(dòng)到最左端時(shí)的最左點(diǎn)到齒 條運(yùn)動(dòng)到最右端時(shí)的最右點(diǎn)，這決定了探頭的尺寸)的一半。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種機(jī)械線性掃描高頻超聲波 診斷裝置，有效行程長(zhǎng)，可以達(dá)到探頭外部尺寸的70%。
[0007] 本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種機(jī)械線性掃描高頻超聲波診斷裝置，包括 機(jī)械線性掃描探頭及主機(jī)兩大部分;所述的機(jī)械線性掃描探頭包括殼體以及安裝在殼體內(nèi) 的步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高頻換能器； 所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)齒輪以及滾珠絲杠螺母運(yùn)動(dòng)副； 所述的傳動(dòng)齒輪包括從動(dòng)齒輪和主動(dòng)齒輪； 所述的滾珠絲杠螺母運(yùn)動(dòng)副包括絲杠和螺母支座;絲杠水平安裝在殼體內(nèi)，絲杠的上 方水平安裝一固定軸，固定軸與絲杠平行;螺母支座上下分別設(shè)有圓孔和螺紋孔;螺母支座 的圓孔通過(guò)直線軸承套裝在固定軸，螺母支座的螺紋孔穿過(guò)絲杠;高頻換能器安裝在螺母 支座的上端； 所述的從動(dòng)齒輪固定在絲杠的一端，所述的主動(dòng)齒輪固定在步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所 述的主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合； 高頻換能器兩側(cè)的殼體內(nèi)壁上設(shè)有減震裝置。
[0008] 優(yōu)選的，所述的減震裝置采用減震活塞。
[0009] 優(yōu)選的，高頻換能器的中心頻率在6~50兆赫茲。
[0010]優(yōu)選的，殼體由下蓋和上蓋構(gòu)成，下蓋和上蓋在連接處進(jìn)行密封。
[0011]優(yōu)選的，殼體內(nèi)安裝一防止固定軸和絲杠的左右運(yùn)動(dòng)在擋板。
[0012]優(yōu)選的，高頻換能器的掃描行程為10~50mm。
[0013] 優(yōu)選的，步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠螺母運(yùn)動(dòng)副位于傳動(dòng)齒輪平面的同一側(cè)。
[0014] 優(yōu)選的，步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠螺母運(yùn)動(dòng)副分別位于傳動(dòng)齒輪平面的兩側(cè)。
[0015] 優(yōu)選的，所述的主機(jī)包括控制單元，分別與控制單元連接的數(shù)字信號(hào)處理電路及 驅(qū)動(dòng)電路，與數(shù)字信號(hào)處理電路連接的AD陣列，與AD陣列連接的信號(hào)放大電路，與信號(hào)放大 電路連接的收發(fā)開(kāi)關(guān)，與收發(fā)開(kāi)關(guān)連接的高壓脈沖發(fā)射器;控制單元協(xié)同各部分的工作并 實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的交互;所述的AD陣列由多片AD轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成，等時(shí)間間隔的分時(shí)使用完 成對(duì)放大后高頻模擬信號(hào)的采樣。
[0016] 優(yōu)選的，AD陣列的分辨率不低于12位。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是： 1、 高頻換能器移動(dòng)的有效行程長(zhǎng)，可以達(dá)到探頭外部尺寸的70%; 2、 在有效行程內(nèi)的速度恒定，所需的驅(qū)動(dòng)力矩不變； 3、 高頻換能器的位置正比于控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)； 4、 易于達(dá)到精細(xì)的線束間隔，顯示細(xì)膩圖像； 5、 高頻換能器中心頻率可以達(dá)到50MHz，便于顯示組織的細(xì)節(jié)； 6、 采用AD陣列采樣降低對(duì)高速器件的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明原理框圖； 圖2是械線性掃描探頭的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是螺母支座結(jié)構(gòu)不意圖； 圖4是圖3的左視圖； 圖5是機(jī)械線性掃描探頭的一種變異形式； 圖6是本發(fā)明AD陣列的示意圖； 圖中：1.高頻換能器，2.固定軸，3.上蓋，4.殼體，5.減震裝置，6.從動(dòng)齒輪，7.軸套，8. 主動(dòng)齒輪，9.下蓋，10 .步進(jìn)電機(jī)，11.絲杠，12 .擋板，13 .直線軸承，14.螺母支座，14-1、圓 孔，14-2、螺紋孔。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1和圖2所示，一種機(jī)械線性掃描高頻超聲波診斷裝置，包括機(jī)械線性掃描探 頭及主機(jī)兩大部分;所述的機(jī)械線性掃描探頭包括殼體以及安裝在殼體內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)10、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高頻換能器1。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)齒輪以及滾珠絲杜螺母運(yùn)動(dòng)副;所述的傳動(dòng)齒 輪包括從動(dòng)齒輪6和主動(dòng)齒輪8;滾珠絲杠螺母運(yùn)動(dòng)副包括絲杠11和螺母支座14;絲杠11通 過(guò)軸套7水平安裝在殼體內(nèi)，絲杠11的上方水平安裝一固定軸2,固定軸2與絲杠平行。螺母 支座14上下分別設(shè)有圓孔14-1和螺紋孔14-2，如圖3和圖4所示;螺母支座14的圓孔14-1通 過(guò)直線軸承13套裝在固定軸2,螺母支座14的螺紋孔14-2穿過(guò)絲杠11;高頻換能器1安裝在 螺母支座14的上端;所述的從動(dòng)齒輪6固定在絲杜11的一端，所述的主動(dòng)齒輪8固定在步進(jìn) 電機(jī)10的輸出軸上，所述的主動(dòng)齒輪8與從動(dòng)齒輪6嚙合。高頻換能器1兩側(cè)的殼體內(nèi)壁上設(shè) 有減震裝置5,用于螺母支座在左右運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，減少緩沖壓力。步進(jìn)電機(jī)10通過(guò)主動(dòng)齒輪8 驅(qū)動(dòng)從動(dòng)齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪6帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母支座14隨著絲杠11的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其左右 運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)10的正、反旋轉(zhuǎn)通過(guò)上述的傳動(dòng)關(guān)系轉(zhuǎn)化為螺母支座14的左右往復(fù)直線運(yùn) 動(dòng)。
[0020] 如圖1所示，主機(jī)包括控制單元，分別與控制單元連接的數(shù)字信號(hào)處理電路及驅(qū)動(dòng) 電路，與數(shù)字信號(hào)處理電路連接的AD陣列，與AD陣列連接的信號(hào)放大電路，與信號(hào)放大電路 連接的收發(fā)開(kāi)關(guān)，與收發(fā)開(kāi)關(guān)連接的高壓脈沖發(fā)射器;控制單元協(xié)同各部分的工作并實(shí)現(xiàn) 與外部設(shè)備的交互;所述的AD陣列由多片AD轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成，等時(shí)間間隔的分時(shí)使用完成對(duì) 放大后高頻模擬信號(hào)的采樣。其中，AD陣列的分辨率不低于12位。
[0021] 本實(shí)施例中，減震裝置5采用減震活塞;高頻換能器1的中心頻率在6~50兆赫茲， 高頻