[發明專利]B型超聲電磁式機械扇掃描裝置

無效

• 申請號: 200710062603.4
• 申請日: 2007-01-11
• 公開（公告）號: CN101219060A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 周強;肖鳳艷
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B8/10
• 分類號: A61B8/10;A61B8/14
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

一、技術領域

本發明涉及一種B型超聲電磁式機械扇掃描裝置，用于眼科的B型超聲波掃描診斷，屬于醫療器械技術領域。

二、背景技術

機械扇形掃描裝置可用于眼內和眼眶疾病的B型超聲波鑒別診斷，如用于診斷視網膜脫落、眼內和眼眶腫瘤、玻璃體混濁、出血、眼底病變及眼內異物等疾病。由于其成本低、掃描頻率較高(10Hz左右)、具有較高的性價比，因此在眼內和眼眶疾病的B型超聲波診斷儀器中被廣泛采用，具有廣闊的應用前景。

但是傳統連桿式機械扇形掃描裝置都是基于時間法的，即以均勻的時間間隔來觸發單次超聲掃描過程，最終形成一幅二維超聲斷層圖像。時間法的前提是超聲換能探頭扇形往復掃描擺動的過程為理想勻速擺動。但是任何往復擺動過程的起動、停止和換向都需要時間，而且超聲換能探頭的擺動范圍小、擺動頻率高，造成理論實際上無法實現理想狀態的勻速擺動。并且，由于傳統連桿式機械扇形掃描裝置運動機構復雜，驅動電機的轉動速度與連桿末端的擺動速度本質上不呈線性關系，所以簡單的控制驅動電機勻速轉動并不能實現末端超聲換能探頭的勻速擺動，以致理想勻速擺動這個前提根本無法保證。因此，造成均勻時間間隔的真實擺動角度位置實際上不均勻、不準確，分辨率較低，最終導致采集到的圖像信息出現混疊、模糊不清，影響操作者的診斷，易造成誤診、無法確診等嚴重后果。

三、發明內容

為克服傳統的機械扇形掃描裝置的上述缺點，本發明目的在于提供一種B型超聲電磁式機械扇掃描裝置，該裝置可實現基于精確轉角位置信息的掃描法，一改傳統的基于時間的超聲掃描法，其運動機構簡潔，組裝調試方便，轉角位置反饋精度高，且成本低、掃描頻率較高(10Hz左右)、具有較高的性價比。

本發明的目的是這樣實現的，即提供一種B型超聲電磁式機械扇掃描裝置，它至少應包括：一外殼組件，用以密封、保護裝置內部結構，并便于操作者手持操作；一微型伸縮電磁鐵組件，用以提供超聲換能探頭左右擺動的原始動力源，并控制超聲探頭的左右擺動頻率與角度；一中軸運動換向機構組件，用以將微型伸縮電磁鐵組件沿水平軸方向的伸縮運動轉為中軸沿垂直軸的左右擺動，傳遞力矩和控制擺動的角度；一轉角位置反饋傳感器組件，用以采集中軸運動換向機構擺動角度的精確角度位置信息，并以兩路相差90°的TTL方波脈沖形式將角度位置信息實時輸出；一轉換接頭組件，用以將各種符合SMC插頭規格的超聲換能探頭固連到中軸運動換向機構組件的中軸上。

其中，外殼組件分別通過前套管的內螺紋和外套管的內螺紋與中軸運動換向機構組件中的外螺紋連接在一起；而微型伸縮電磁鐵組件穿過通孔一，再通過鎖緊螺母將環形軸肩端面與外殼組件中的偏心端面夾緊在一起；轉角位置反饋傳感器組件通過兩個螺釘與中軸運動換向機構組件連接在一起；轉換接頭組件通過轉接插頭的外螺紋與中軸運動換向機構組件中的螺紋通孔二連接在一起。

其中，本發明所述的外殼組件，其至少應包括一外套管，其后中部有一外圓柱面，用以操作者手持和保護內部結構；一前套管，用以保護內部結構和起到密封作用；一密封片，用以將內部結構與外界環境密封隔離。其中，外套管內螺紋與內殼體上的外螺紋連接，前套管內螺紋與內殼體上的外螺紋連接；密封片與前套管上的矩形窄端面粘接在一起。

其中，本發明所述的微型伸縮電磁鐵組件，其至少應包括：一功率4W、額定電壓5V、外徑Ф12mm的微型電磁鐵，用以產生掃描頭擺動的原始動力源；一直徑Ф1.5mm的電磁伸縮桿，在微型電磁鐵的控制驅動下產生伸縮運動，最終這一伸縮運動帶動掃描頭左右擺動；一鎖緊螺母，用以將微型電磁鐵和其它安裝機構連接。其中，微型電磁鐵通過鎖緊螺母與外套管相接；電磁伸縮桿的外桿和微型電磁鐵上的通孔四同軸套接，并可在通孔四中繞自身軸線自由轉動，同時可在微型電磁鐵的控制下做行程為0～3.5mm的前后伸縮滑動。

其中，本發明所述的中軸運動換向機構組件，其至少應包括：一中軸；一軸承組，包括上軸承和下軸承兩個微型滾動軸承；一銷柱；一拉桿；一鉸鏈銷；一內殼體；一壓板。其中，中軸的上部凸圓與下部凸圓分別與上軸承、下軸承相套接，并分別嵌入內殼體的上軸承沉孔與半圓形凹槽中，同時壓板通過螺釘連接在內殼體上，以固定下軸承。銷柱穿過拉桿上的通孔二，并插在中軸的螺紋通孔三內，且其與中軸軸心平行，并距中軸軸心3.5mm；拉桿與電磁伸縮桿采用鉸接方式通過鉸鏈銷相連。其中，拉桿銷孔與拉桿上的通孔二的軸線間距為12.13mm。