一种旋转磁声电成像设备的制作方法

本发明涉及生物组织电导率成像领域，特别是涉及一种旋转磁声电成像设备。

背景技术：

磁声电成像是一种基于超声的磁-电双模成像。其原理是通过一束超声波束作用于置于静磁场下的被测物体，被测物体内部正负离子在超声波的作用下振动，并在磁场作用下受到洛伦兹力向垂直于声速的方向运动，由此形成电流并由贴合在被测物体两端的电极片接收，我们将此电信号称之为磁声电信号。磁场方向、电流方向及超声传播方向两两垂直。通过对采集到的磁声电信号进行处理，我们可以得到被测物体内部的电导率分布及变化情况，这在临床上具有非常重要的意义。

现有技术中的磁声电成像系统往往是将被测物体置于静磁场中，在被测物体两端贴上一对检测电极，单阵元探头机械b扫成像，或者线阵探头聚焦环扫成像。但是，现有技术中的磁声电成像系统存在以下技术缺陷：

1、电极贴合问题。现有的电导率成像装置均是在被测物体两端贴合一对电极，在对被测物体进行环扫或机械b扫描时，电极对也需要随之旋转，电极的调整次数随旋转角度或机械b扫描数决定，通常在一定范围内旋转或机械b扫描的次数越多图像越清晰。然而在多次的调整电极位置过程中很难保证每次电极与被测物体都能够紧密的贴合，一旦出现贴合不紧的情况便会严重影响采集的磁声电信号的质量，甚至可能采集不到磁声电信号，这样不但增加了操作的复杂度，还大大延长了采集信号的时间，更影响实验的准确性。不仅如此，贴在被测物体表面的电极可能会阻挡超声的传播，当超声打到电极片上时，会采集到非常大的电磁干扰信号，这对实验来说是致命的。

2、在对被测物体进行环扫时，若保持被测物体不动，只移动探头，则要保证探头在一个平面上沿圆周轨迹运动，这样对操作提出很大的挑战，并且磁铁很有可能会挡住探头的运动方向；若保持探头不动，移动被测物体，则要保证每次移动的角度相同，位置不变，操作方法全凭实验人员的手动校准，误差非常大。

3、在单阵元探头机械b扫成像，或者线阵探头聚焦环扫成像中，若要获得分辨率高的图像，便要牺牲时间，也就是在一个角度下尽可能的扫多个位置来保证成像分辨率，但此举将大大增加成像时间与工作量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种旋转磁声电成像设备，具有操作简便、旋转精度高以及成像效率高的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种旋转磁声电成像设备，包括：

磁体，包括分别设置于被测物体上方的第一磁铁以及设置于被测物体下方的第二磁铁，所述磁体在所述被测物体处产生均匀的磁场；

超声探头，向所述被测物体的上部分发出垂直于磁场方向的超声波；

阵列电极，用于采集被测物体产生的电流信号，包括多个贴附于所述被测物体表面下部分且在所述被测物体的周向上均匀分布的电极；

旋转板，设置于所述被测物体下方，用于支撑并固定所述被测物体；

底座，设置于所述旋转板下方，用于支撑并固定所述旋转板；

所述旋转板上设置有定位卡凸，所述底座上设置有多个与所述定位卡凸相匹配的定位卡槽，相邻所述定位卡槽之间的夹角相同。

可选的，所述定位卡槽的数量与所述电极的数量相同。

可选的，相邻所述定位卡槽之间的夹角为n°，且相邻所述电极之间的夹角为n°。

可选的，所述超声探头朝向所述被测物体的中轴线发射超声波束。

可选的，所述超声探头为线阵列探头。

可选的，所述定位卡凸为长方形卡条。

可选的，所述定位卡凸的数量为4。

可选的，所述定位卡槽的数量为4的倍数。

可选的，所述定位卡凸位于所述旋转板的底部。

可选的，所述定位卡凸从所述旋转板的侧边伸出。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的旋转磁声电成像设备，将磁体设置于被测物体的上方和下方，将超声探测对准被测物体外表面的上部分，将阵列电极贴附于被测物体外表面的下部分。基于上述设置方式，使磁体、超声探头以及阵列电极之间不存在相互干涉的情况，确保了成像过程的顺利进行。在此基础上，本发明将多个电极在被测物体的周向上均匀贴合，这样一来，无需在成像过程中对电极进行位置的调整，节约了时间，避免了由于电极位置调整不当所带来的测量不准确的问题。而且，本发明的旋转板与底座之间具有相互配合的定位结构，能够使旋转板在底座上进行精确的定位，以实现被测物体旋转角度的精确定位，提高了被测物体的旋转精度。采用本发明提供的设备进行成像时，由于无需人工调整电极位置，无需人工进行被测物体旋转角度的校准，因此，本发明提供的成像设备具有操作简便的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中成像设备的结构示意图；

图2为本发明实施例中电极在被测物体上的布置方式示意图；

图3为本发明实施例中长方形卡条的设置方式示意图；

图4为本发明实施例中定位卡槽的设置方式示意图；

图5为本发明实施例中旋转板与底座的位置安装关系图；

图6为本发明实施例中被测物体与旋转板的位置安装关系图；

图7为本发明实施例中被测物体、旋转板以及底座的位置安装关系图；

图8为本发明实施例中成像设备的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种旋转磁声电成像设备，如图1所示，该成像设备包括：磁体1、超声探头3、阵列电极4、旋转板5和底座6，其中：

磁体1，包括分别设置于被测物体2上方的第一磁铁以及设置于被测物体2下方的第二磁铁，所述磁体1在所述被测物体2处产生均匀的磁场；

超声探头3，向所述被测物体2的上部分发出垂直于磁场方向的超声波；

阵列电极4，用于采集被测物体2产生的电流信号，包括多个贴附于所述被测物体2表面下部分且在所述被测物体2的周向上均匀分布的电极，如图2所示；

旋转板5，设置于所述被测物体2下方，用于支撑并固定所述被测物体2；

底座6，设置于所述旋转板5下方，用于支撑并固定所述旋转板5；

所述旋转板5上设置有定位卡凸，所述底座6上设置有多个与所述定位卡凸相匹配的定位卡槽8，相邻所述定位卡槽8之间的夹角相同。其中，定位卡凸与定位卡槽8的配合，使得旋转板5能够在底座6上进行精确的定位，而且，定位卡槽8的数量以及相邻定位卡槽8之间的夹角可以根据实际成像过程中需要被测物体2每次旋转的角度决定，本领域技术人员可以根据实际的需求自行设定。

实施例中，磁体1产生沿x轴方向静磁场，将旋转板5置于底座6上，将被测物体2置于旋转板5上，底座6水平放置在磁体1中部即磁场均匀的位置，使被测物体2处于均匀磁场中。假设将第一个扫描点的位置设为0°，以n°为步长，被测物体2逆时针扫描至360-n°结束，共扫描360/n个角度，旋转360°，即阵列电极4个数为360/n个。在被测物体2旋转时，只需将旋转板5轻轻向上抬起，接着顺时针将定位卡凸卡在下一个定位卡槽8中，即可完成n°的精确旋转，通过定位卡凸与定位卡槽8之间的定位实现扫描角度的定位。实现定位后，超声探头3发射超声波束，采集电极输出的信号，通过对信号进行分析，实现被测物体2的电导率成像。由于阵列电极4贴于被测物体2下方，超声波束由目标体上部分注入，这样电极片就不会阻挡超声的传播，不会接收到探头的电磁干扰信号，也不影响磁声电信号的采集。

在实施例中，作为一种优选的实施方式，所述定位卡槽8的数量可以与所述电极的数量相同。此时，相邻定位卡槽8之间的夹角与相邻电极之间的夹角相同，比如均为n°，这使得电极每次旋转n°后，旋转板5都能够得到底座6的精确定位。优选地，相邻所述定位卡槽8之间的夹角为5°，相邻所述电极之间的夹角为5°。

在实施例中，作为一种优选的实施方式，所述超声探头3朝向所述被测物体2的中轴线发射超声波束。优选地，所述超声探头3为线阵列探头，与单阵元探头相比，线阵列探头比单阵元探头宽度宽，扫查的范围比单阵元探头大很多，因此可以避免单阵元探头因尺寸小而需做少量的机械b扫描。

在实施例中，作为一种优选的实施方式，所述定位卡凸为长方形卡条7。

在实施例中，作为一种优选的实施方式，所述定位卡凸的数量为4，当卡凸为长方形卡条7时，相邻卡条7之间可以相互垂直。在此种情况下，所述定位卡槽8的数量为4的倍数。

在实施例中，作为一种优选的实施方式，所述定位卡凸可以位于所述旋转板5的底部，也可以从所述旋转板5的侧边伸出，如图3所示，底座上对应的定位卡槽如图4所示，旋转板与底座的位置安装关系如图5所示，被测物体与旋转板的位置安装关系如图6所示，被测物体、旋转板以及底座的位置安装关系如图7所示。

在实施例中，作为一种优选的实施方式，底座6与旋转板5均由硅胶制成。

如图8所示，本发明的工作流程如下：

1、连接仪器，设置一点作为0°扫描点。

2、使用线阵列探头发射平面波作用于被测物体，采集数据。

3、控制旋转板是被测物体逆时针旋转n°，继续扫描和采集信号。

4、重复上述操作，依次旋转扫描一周。

5、对采集得到的信息进行成像。

本发明无需在成像过程中对电极进行位置的调整，节约了时间，而且避免了由于电极位置调整不当所带来的测量不准确的问题。其次，本发明的旋转板与底座之间具有相互配合的定位结构，能够使旋转板在底座上进行精确的定位，以实现被测物体旋转角度的精确定位，提高了被测物体的旋转精度。采用本发明提供的设备进行成像时，由于无需人工调整电极位置，无需人工进行被测物体旋转角度的校准，因此，本发明提供的旋转磁声电成像设备具有操作简便的优势。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。