[發明專利]一種用于牙體的聲顯微成像裝置

有效

• 申請號: 201710785358.3
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107515250B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 劉松平;劉菲菲;李樂剛;白金鵬
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司基礎技術研究院
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

1.一種用于牙體的聲顯微成像裝置，包括：聲學透鏡(1)、聲學激勵/接收單元(2)、聲信息處理單元(3)、聲學掃描機構(4)、聲學掃描控制單元(5)、聲學成像單元(6)、固定平臺(7)，其特征是，

1)聲學透鏡(1)

聲學透鏡(1)選用點聚焦方式，其焦點在10微米-50微米之間選擇，頻率在50MHz～100MHz之間選擇，并安裝在聲學掃描機構(4)的安裝座上；

2)聲學掃描機構(4)

聲學掃描機構(4)采用x、y、z、A四軸微型掃描機構組成，采用微型步進電機驅動，每個運動軸的最小位移分辨率在微米量級范圍內，聲學掃描機構(4)由聲學掃描控制單元(5)控制，使聲學透鏡(1)對被觀察的牙體進行聲學掃描；

3)聲學激勵/接收單元(2)

聲學激勵/接收單元(2)由聲學激勵和聲學接收兩部分構成，其中聲學激勵部分采用高頻窄脈沖激勵電路產生時域寬度在10ns～80ns范圍的沖擊激勵脈沖，沖擊激勵脈沖的前沿為3ns～4ns，峰-峰幅值在100V～200V調節，沖擊激勵脈沖激勵聲學透鏡(1)產生高頻窄脈沖超聲波，并通過液體耦合劑傳播到被觀察的牙體中，形成入射高頻窄脈沖超聲波，此入射高頻窄脈沖超聲波與被觀察的牙體相互作用，在牙體中形成反射高頻窄脈沖超聲波，由聲學透鏡(1)接收反射高頻窄脈沖超聲波，并由聲學透鏡(1)轉換為反射高頻窄脈沖超聲波信號，由聲學激勵/接收單元(2)中的聲學接收部分接收，放大后得到高頻窄脈沖超聲波信號；聲學接收部分為高頻窄脈沖電路，高頻窄脈沖接收電路由阻抗轉換、衰減器、前置放大和射頻放大部分組成，高頻窄脈沖接收電路的增益調節范圍在0～60dB之間選擇，頻域帶寬為200MHz；

4)聲信息處理單元(3)

經聲學激勵/接收單元(2)放大后的反射高頻窄脈沖超聲波信號由聲信息處理單元(3)進行處理，得到用于牙體組織聲顯微成像的數字信號，聲信息處理單元(3)由限幅保護、高速采集、存貯和I/O接口部分構成，限幅保護的閾值范圍在-500mV～+500mV、-2000mV～+2000mV和-5000mV～+5000mV之間選擇，采樣頻率在1GHz～2GHz之間選擇，存貯容量不低于1M，采用PCI或PCIe的I/O接口方式，經聲信息處理單元(3)處理后的數字信號由聲學成像單元(6)進行牙體組織聲顯微成像；

5)聲學成像單元(6)

聲學成像單元(6)由計算機和雙屏高分辨率TFT顯示器構成，其中計算機的CPU主頻不低于1GHz、內存不小于1M、具有PCI或PCIe的I/O接口，雙屏高分辨率TFT顯示器的像素分辨率不低于1024×768像素、支持真彩色顯示，由計算機對聲信息處理單元(3)的反射高頻窄脈沖超聲波信號和來自聲學掃描控制單元(5)的聲學透鏡(1)位置信息進行重構，進行牙體組織的聲顯微成像；

聲顯微成像裝置的工作過程為：通過z軸調節聲學透鏡(1)與被檢測牙體(8)表面之間的距離，通過x、y軸實現聲學透鏡(1)對被檢測牙體(8)進行(x,y)自動掃描，通過A軸實現聲學透鏡(1)的姿態和角度調節，在聲學激勵/接收單元(2)的作用下，聲學透鏡(1)實時發射/接收聲波信號，其中：

A)聲學透鏡(1)發射用的聲波信號由聲學激勵/接收單元(2)提供，聲學透鏡(1)接收到來自牙體(8)中的聲學信號送聲學激勵/接收單元(2)進行前置處理，經聲學激勵/接收單元(2)進行前置處理后的聲波信號送聲信息處理單元(3)進行數字化處理，經過聲信息處理單元(3)數字化轉換后的檢測信號通過I/O接口傳送到聲學成像單元(6)中的計算機內存，用于聲顯微成像；

B)聲學透鏡(1)通過聲學掃描機構(4)在聲學掃描控制單元(5)的控制下，對對被觀察的牙體進行聲學掃描，掃描位置坐標聲學掃描控制單元(5)的總線接口傳送到聲學成像單元(6)中的計算機內存，用于聲顯微成像定位。

2.根據權利1所述的一種用于牙體的聲顯微成像裝置，其特征是，所述的聲學透鏡(1)采用長焦距點聚焦高頻寬帶窄脈沖類聲學透鏡，在焦點附近的聲束直徑位于微米量級，根據牙體聲顯微檢測需要，聲學透鏡(1)的尺寸在10-20mm、焦點在25-50微米之間選擇。

3.根據權利1所述的一種用于牙體的聲顯微成像裝置，其特征是，所述的液體耦合劑的耦合方式為水膜、水柱或液浸。