專利名稱：一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭、系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種彈性的測量探頭、系統(tǒng)，尤其涉及一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭、系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
慢性肝病常常伴隨長期的肝纖維化過程，最終可導(dǎo)致肝硬化。肝纖維化或肝硬化直接導(dǎo)致肝臟彈性發(fā)生改變，即逐漸變硬。通過測量肝臟彈性可以得知肝纖維化的程度，從而可以檢測出肝臟的病變程度?，F(xiàn)有技術(shù)中，對于肝臟這種粘彈性組織彈性的測量，通過超聲的方法進行探測。中國專利03819132. 6披露了一種帶超聲換能器的觸頭，通過在觸頭上設(shè)置致動器產(chǎn)生低頻振動進行組織的彈性測量，但是該技術(shù)方案需要依靠位置傳感器對粘彈性組織因致動器低頻振動而產(chǎn)生的位移進行測量，通過位置傳感器來計算粘彈性組織在低頻振動作用下的位移。由于致動器振動頻率快，對位置傳感器要求比較高，因此，位置傳感器的成本比較高，同時，采用位置傳感器傳感的位移，其計算方法復(fù)雜。
實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是構(gòu)建一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭、 系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中需要高精度的位置傳感器導(dǎo)致成本高，計算方法復(fù)雜的技術(shù)問題。本實用新型的技術(shù)方案是構(gòu)建一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭，包括至少一個產(chǎn)生機械振動的振動器，至少一個帶超聲波換能器的觸頭，所述振動器固定在所述超聲波換能器上，所述粘彈性介質(zhì)經(jīng)過超聲波照射時返回超聲波信號，所述振動器向所述粘彈性介質(zhì)發(fā)出頻率為IHz至500Hz的瞬時低頻沖擊。本實用新型的進一步技術(shù)方案是所述觸頭的外端面呈圓形。本實用新型的進一步技術(shù)方案是所述振動器為電磁力驅(qū)動的電磁振動器。本實用新型的進一步技術(shù)方案是所述電磁振動器包括往復(fù)運動的軸，所述電磁振動器的軸在電磁力驅(qū)動下往復(fù)運動，所述軸與所述觸頭連接，所述往復(fù)運動的軸驅(qū)動所述觸頭產(chǎn)生振動。本實用新型的進一步技術(shù)方案是所述粘彈性介質(zhì)為肝臟。本實用新型的技術(shù)方案是構(gòu)建一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量系統(tǒng)，包括對粘彈性介質(zhì)發(fā)射超聲波信號及產(chǎn)生低頻振動的測量探頭、采集所述粘彈性介質(zhì)返回超聲波信號的采集單元、計算測量結(jié)果的計算單元、控制測量系統(tǒng)的控制單元、輸出測量結(jié)果的輸出單元。本實用新型的進一步技術(shù)方案是還包括根據(jù)采集的超聲波信號生成圖像的圖像生成單元。本實用新型的技術(shù)效果是構(gòu)建一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭、系統(tǒng)及方法，測量探頭的所述振動器固定在所述超聲波換能器上，所述粘彈性介質(zhì)經(jīng)過超聲波照射時返回超聲波信號，所述振動器向所述粘彈性介質(zhì)發(fā)出頻率為IHz至500Hz的瞬時低頻沖擊。本實用新型僅采用簡單的測量探頭即完成粘彈性介質(zhì)彈性的測量，通過位移估計測量出粘彈性介質(zhì)的彈性，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、計算方法簡便。
圖1為本實用新型測量探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型測量探頭的使用示意圖。圖3為本實用新型測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型的流程圖。圖5為本實用新型檢測粘彈性介質(zhì)時的M-mode超聲圖。圖6為本實用新型檢測粘彈性介質(zhì)的應(yīng)變圖像。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，對本實用新型技術(shù)方案進一步說明。如圖1所示，本實用新型的具體實施方式
如下本實用新型一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭，包括至少一個產(chǎn)生機械振動的振動器3，至少一個帶超聲波換能器1 的觸頭，所述振動器3固定在所述超聲波換能器1上，觸頭由導(dǎo)線4連接控制系統(tǒng)，所述粘彈性介質(zhì)經(jīng)過超聲波照射時返回超聲波信號，所述振動器3向所述粘彈性介質(zhì)5發(fā)出頻率為IHz至500Hz的瞬時低頻沖擊。如圖2所示，本實用新型的具體實施過程如下測量探頭的觸頭垂直壓在被測粘彈性介質(zhì)5或生物組織5的表面上，測量時固定好振動器3。然后振動器3發(fā)出一個或多個 1-500HZ之間的振動，本實用新型中，所述振動采用為正弦振動信號。同時超聲波換能器向粘彈性介質(zhì)5或生物組織5發(fā)射超聲波并接收回波信號。超聲波回波信號通過連線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器中。然后通過彈性計算方法對超聲波回波信號進行分析計算求出該被測粘彈性介質(zhì)或生物組織的彈性模量。具體實施過程中，所述觸頭的外端面呈圓形。本實用新型中， 所述粘彈性介質(zhì)5是人或動物器官，特別是人的肝臟。如圖1所示，本實用新型的優(yōu)選實施方式是所述振動器3為電磁力驅(qū)動的電磁振動器，所述電磁振動器包括往復(fù)運動的軸2，所述電磁振動器的軸2在電磁力驅(qū)動下往復(fù)運動，所述軸2與所述觸頭連接，所述往復(fù)運動的軸驅(qū)動所述觸頭產(chǎn)生振動。如圖3所示，本實用新型的具體實施方式
是構(gòu)建一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量系統(tǒng)，包括對粘彈性介質(zhì)發(fā)射超聲波信號及產(chǎn)生低頻振動的測量探頭61、采集所述粘彈性介質(zhì)返回超聲波信號的采集單元62、計算測量結(jié)果的計算單元63、控制測量系統(tǒng)的控制單元65、輸出測量結(jié)果的輸出單元64。具體實施過程如下測量探頭61的觸頭垂直壓在被測粘彈性介質(zhì)5或生物組織5 的 表面上，測量時固定好振動器3。然后振動器3輸入一個或多個1-500HZ之間的正弦信號。同時超聲波換能器向粘彈性介質(zhì)5或生物組織5發(fā)射超聲波并接收回波信號。超聲波回波信號通過連線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器中。采集單元62采集到返回的超聲波信號后經(jīng)計算單元63通過彈性計算方法對超聲波回波信號進行分析計算求出該被測粘彈性介質(zhì)或生物組織的彈性模量，然后將計算結(jié)果經(jīng)輸出單元64輸出，整個測量系統(tǒng)的控制由控制單元65 進行控制。本實用新型的優(yōu)選實施方式中，測量系統(tǒng)還包括根據(jù)采集的超聲波信號生成圖像的圖像生成單元66，圖像生成單元66根據(jù)輸出單元64輸出的計算數(shù)據(jù)生成圖像，所述圖像包括二維圖像和三維圖像。如圖4所示，本實用新型的具體實施方式
是包括對粘彈性介質(zhì)發(fā)射超聲波信號及產(chǎn)生低頻振動的測量探頭，用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量方法包括如下步驟步 驟100 獲取超聲波信號，即測量探頭對所述粘彈性介質(zhì)產(chǎn)生低頻脈沖沖擊， 并對所述粘彈性介質(zhì)進行超聲波照射，所述粘彈性介質(zhì)經(jīng)超聲波照射后返回超聲波信號， 獲取所述粘彈性介質(zhì)返回的超聲波信號數(shù)據(jù)。具體實施過程如下測量探頭對所述粘彈性介質(zhì)產(chǎn)生一個或多個1-500HZ的低頻脈沖沖擊，測量探頭同時對所述粘彈性介質(zhì)進行超聲波照射，所述粘彈性介質(zhì)經(jīng)超聲波照射后返回超聲波信號，測量系統(tǒng)獲取所述粘彈性介質(zhì)返回的超聲波信號數(shù)據(jù)。步驟200 位移估計， 即對粘彈性介質(zhì)因振動而產(chǎn)生的位移進行估計。具體實施過程如下獲取所述粘彈性介質(zhì)返回的超聲波信號數(shù)據(jù)后，如圖5所示， 通過對不同深度的粘彈性介質(zhì)或生物組織在不同時間的回波信號利用數(shù)據(jù)顯示模塊得到一幀M-mode (即，“Motion mode”，M型超聲圖像)，顯示出不同深度的粘彈性介質(zhì)或生物組織在低頻振動下的運動情況。位移估計采用經(jīng)典的互相關(guān)算法，并在此基礎(chǔ)上引入快速互相關(guān)算法。具體方法是將采集到的超聲信號數(shù)據(jù)沿深度方向分成0. 05mm的小段χ (s)，重疊率為50% 90%。其中xi(s)、x2(s)是相鄰的信號小段，則互相關(guān)函數(shù)R (η)將會有一個很突出的峰值出現(xiàn)。若將Xl(S)、X2(S)在固定長度內(nèi)進行卷積。當Il=Ilci時，Xl(S)、X2(S)中的信號部分重合，R (η)有最大值，此時，通過X1 (s)移動的距離 既是粘彈性介質(zhì)或生物組織位移。對于采集到的超聲信號，互相關(guān)函數(shù)的表達式為
權(quán)利要求1.一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭，其特征在于，包括至少一個產(chǎn)生機械振動的振動器，至少一個帶超聲波換能器的觸頭，所述振動器固定在所述超聲波換能器上，所述粘彈性介質(zhì)經(jīng)過超聲波照射時返回超聲波信號，所述振動器向所述粘彈性介質(zhì)發(fā)出頻率為IHz至500Hz的瞬時低頻沖擊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭，其特征在于，所述觸頭的外端面呈圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭，其特征在于，所述振動器為電磁力驅(qū)動的電磁振動器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭，其特征在于，所述電磁振動器包括往復(fù)運動的軸，所述電磁振動器的軸在電磁力驅(qū)動下往復(fù)運動，所述軸與所述觸頭連接，所述往復(fù)運動的軸驅(qū)動所述觸頭產(chǎn)生振動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭，其特征在于，所述粘彈性介質(zhì)為肝臟。
6.一種應(yīng)用上述任一權(quán)利要求所述用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭的測量系統(tǒng)， 其特征在于，包括對粘彈性介質(zhì)發(fā)射超聲波信號及產(chǎn)生低頻振動的測量探頭、采集所述粘彈性介質(zhì)返回超聲波信號的采集單元、計算測量結(jié)果的計算單元、控制測量系統(tǒng)的控制單元、輸出測量結(jié)果的輸出單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括根據(jù)采集的超聲波信號生成圖像的圖像生成單元。
專利摘要本實用新型涉及一種用于測量粘彈性介質(zhì)彈性的測量探頭、系統(tǒng)及方法，測量探頭中的所述振動器固定在所述超聲波換能器上，所述粘彈性介質(zhì)經(jīng)過超聲波照射時返回超聲波信號，所述振動器向所述粘彈性介質(zhì)發(fā)出頻率為1Hz至500Hz的瞬時低頻沖擊。本實用新型僅采用簡單的測量探頭即完成粘彈性介質(zhì)彈性的測量，通過位移估計測量出粘彈性介質(zhì)的彈性，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、計算方法簡便。
文檔編號A61B8/08GK202051729SQ20112005151
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者余譽民, 吳睿, 孟慶前, 張志斌, 張曉峰, 王慧海, 肖俊, 鐘鋒, 陳琦 申請人:深圳市一體醫(yī)療科技股份有限公司