專利名稱：一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡的制作方法
一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡。 [背景技術(shù)]超聲生物顯微鏡(簡稱UBM，英文全稱Ultrasound Biomicroscope)是20世 紀90年代初發(fā)展起來的新型眼科B超影像學檢測設(shè)備。UBM利用可編程邏輯器件控制電 子電路激勵高頻超聲傳感器發(fā)射高頻超聲作為信號源、接收超聲回波信號并進行電子信號 處理，得到與檢查組織相關(guān)的數(shù)字圖像，結(jié)合計算機圖像處理技術(shù)為人們提供類似低倍光 學顯微鏡效果和不同斷面的眼前端二維圖像。目前，臨床上普遍應(yīng)用的是扇形掃描超聲生 物顯微鏡?，F(xiàn)有技術(shù)中扇形掃描的UBM有兩種方式，第一種是使用直流旋轉(zhuǎn)電機通過一級 轉(zhuǎn)動-擺動轉(zhuǎn)換機構(gòu)驅(qū)動擺桿，將旋轉(zhuǎn)運動直接轉(zhuǎn)化為擺動，只有當其轉(zhuǎn)盤上的軸銷旋轉(zhuǎn) 半徑等于擺體的擺動半徑時，擺體才可以做勻速擺動，掃描頭按照余弦規(guī)律擺動，當軸銷旋 轉(zhuǎn)半徑與擺體的擺動半徑有誤差時，就會導致掃描過程的兩端B超圖像出現(xiàn)嚴重的幾何失 真。另一種方法是使用定制電機直接驅(qū)動擺桿，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，掃描效果差，準確度低，成 本較高?？梢?，扇形掃描超聲生物顯微鏡并不足以解決臨床醫(yī)學的難題。本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯 微鏡，其具有操作簡單方便、掃描范圍可控、圖像清晰范圍大、數(shù)據(jù)處理簡單、掃描效率高的 特點。本發(fā)明提供一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，包括外殼、電機、聯(lián)軸片、電機 固定套、傳動桿、傳動架、導軌、探頭、程序控制器和控制線板，所述電機固定套一端設(shè)有一 中心開有小孔的底座，電機固定套與電機外壁固定連接，電機一端穿過電機固定套的底座 上的小孔與聯(lián)軸片固定連接，電機固定套的底座和聯(lián)軸片之間設(shè)有光電編碼器，光電編碼 器與電機固定套底座連接，傳動桿一端與聯(lián)軸片的非中心位置固定連接，傳動桿另一端與 傳動架活動連接，所述傳動架上設(shè)有一開槽，所述導軌為弧形，導軌穿過傳動架的開槽，導 軌兩端固定在外殼內(nèi)壁上，傳動架可沿著導軌滑動；所述探頭一端與傳動架連接，另一端設(shè) 有傳感器并伸出外殼，該傳感器及所述光電編碼器均與控制線板連接，控制線板和程序控 制器相連；所述外殼的一端設(shè)置于電機固定套底座外側(cè)，另一端設(shè)置于導軌外側(cè)；所述傳 動桿與傳動架活動連接的方式為傳動桿一端設(shè)有小軸承，小軸承設(shè)置在小半球內(nèi)，傳動架 上設(shè)有凹槽，所述小半球設(shè)置在所述凹槽內(nèi)。所述導軌下方設(shè)有滑塊，所述滑塊與傳動架固定連接，滑塊與傳動架可沿著導軌
一起滑動。所述導軌兩端固定在外殼內(nèi)壁上的方式為外殼內(nèi)壁上設(shè)有兩個突起，導軌兩端 通過螺釘固定在突起上，進而將導軌固定在外殼內(nèi)壁上。所述導軌下方的滑塊內(nèi)設(shè)置多個小滾珠。
所述探頭與傳動架連接的方式為所述傳動架與磁鐵固定片固定連接，磁鐵固定 片與探頭上均設(shè)有磁鐵，通過磁鐵的磁性將探頭和傳動架連接起來。本發(fā)明提供的一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡還包括另一光電編碼器，另一 光電編碼器設(shè)置在傳動架前方的外殼內(nèi)壁上。本發(fā)明又提供一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，包括外殼、電機、聯(lián)軸片、 電機固定套、傳動桿、傳動架、導軌、探頭、程序控制器和控制線板，所述電機固定套一端設(shè) 有一中心開有小孔的底座，電機固定套與電機外壁固定連接，電機一端穿過電機固定套的 底座上的小孔與聯(lián)軸片固定連接，傳動桿一端與聯(lián)軸片的非中心位置固定連接，傳動桿另 一端與傳動架活動連接，所述傳動架上設(shè)有一開槽，所述導軌為弧形，導軌穿過傳動架的開 槽，導軌兩端固定在外殼內(nèi)壁上，傳動架可沿著導軌滑動；所述探頭一端與傳動架連接，另 一端設(shè)有傳感器并伸出外殼，所述外殼的一端設(shè)置于電機固定套底座外側(cè)，另一端設(shè)置于 導軌外側(cè)；所述傳動桿與傳動架活動連接的方式為傳動桿一端設(shè)有小軸承，小軸承設(shè)置 在小半球內(nèi)，傳動架上設(shè)有凹槽，所述小半球設(shè)置在所述凹槽內(nèi)；所述傳動架前方的外殼內(nèi) 壁上設(shè)置有光電編碼器，該光電編碼器及所述探頭的傳感器均與控制線板連接，控制線板 和程序控制器相連。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點本發(fā)明中的電機、傳動桿、傳動架和導軌的設(shè)置，使由電機帶動的傳動桿的圓周運 動轉(zhuǎn)化為傳動架的簡諧運動，進而使探頭做弧形簡諧運動，實現(xiàn)對病人眼睛各部位的掃描； 電機固定套的設(shè)置使電機的轉(zhuǎn)動更穩(wěn)固；且通過光電編碼器、程序控制器和控制線板的設(shè) 置可控制和調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角和探頭的擺動弧度，探頭內(nèi)的傳感器發(fā)射和接收超聲波 并將接收到的超聲波轉(zhuǎn)化為電信號，通過控制線板和與其連接的程序控制器對該電信號進 行處理。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，圖像清晰度高、掃描范圍可控、數(shù)據(jù)處理簡單、掃 描效率高的優(yōu)點。

圖1為本發(fā)明一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡無外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡實施例的分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的部件組裝后的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的探頭向下掃描的掃描軌跡示意圖；圖5為圖4的俯視圖。為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖 及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，其具體實施方 式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，說明如后。本發(fā)明提供一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，如圖1、圖2和圖3所示，包括 外殼1、電機2、聯(lián)軸片3、電機固定套4、傳動桿5、傳動架6、導軌7、探頭9、程序控制器和控 制線板(圖未示)，所述電機固定套4 一端設(shè)有一中心開有小孔的底座10，電機固定套4與 電機2外壁固定連接，電機固定套4使電機2的轉(zhuǎn)動更穩(wěn)固，電機2 —端穿過電機固定套的底座10上的小孔與聯(lián)軸片3固定連接，聯(lián)軸片3可隨著電機2的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。電機固定套 的底座10和聯(lián)軸片3之間設(shè)有光電編碼器11，光電編碼器11與電機固定套底座10連接， 該光電編碼器11用于檢測電機2的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角。傳動桿5 —端與聯(lián)軸片3的非中心位置 固定連接，傳動桿5另一端與傳動架6活動連接，傳動桿5可隨著聯(lián)軸片3的轉(zhuǎn)動而做圓周 運動。所述傳動架6上設(shè)有一開槽14，所述導軌7為弧形，導軌7穿過傳動架6的開槽14， 傳動架6可沿著導軌7滑動，導軌7兩端固定在外殼1內(nèi)壁上；所述探頭9 一端與傳動架6 連接，另一端設(shè)有傳感器并伸出外殼1，該傳感器與控制線板連接，控制線板與程序控制器 連接，傳感器用于發(fā)射和接收超聲波并將接受到的超聲波轉(zhuǎn)化為電信號，控制線板和程序 控制器對該電信號進行處理并繪制為圖像，所述光電編碼器11與控制線板相連，控制線板 和程序控制器相連；所述外殼1的一端設(shè)置于電機固定套的底座10外側(cè)，另一端設(shè)置于導 軌7夕卜側(cè)，用于保護其內(nèi)部的部件。如圖2所示，所述傳動桿5與傳動架6活動連接的方式為傳動桿5 —端設(shè)有小軸 承12，小軸承12設(shè)置在小半球13內(nèi)，傳動架6上設(shè)有凹槽，所述小半球13設(shè)置在所述凹槽 內(nèi)，小軸承12用于減少傳動架6與小半球13之間的摩擦力，該連接方式使得傳動桿5和傳 動架7之間實現(xiàn)滾動摩擦運動，這樣傳動桿5在以聯(lián)軸片3的中心為圓心做圓周運動時，轉(zhuǎn) 化為傳動架6沿導軌7的簡諧運動。本發(fā)明實施例的所述導軌7下方設(shè)有滑塊8，所述滑塊8與傳動架6固定連接，滑 塊8與傳動架6可沿著導軌7 —起滑動。隨著電機2的轉(zhuǎn)動，聯(lián)軸片3做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，傳動桿5以聯(lián)軸片3的中心為圓心做 圓周運動，從而使傳動架6和探頭9沿導軌7做簡諧運動。光電編碼器11檢測到電機2的 轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角，從而由控制線板和與之連接的程序控制器推算出傳動架6在導軌7的滑動角度。實施例中導軌7兩端固定在外殼1內(nèi)壁上的方式為外殼1內(nèi)壁上設(shè)有兩個突起， 導軌7兩端通過螺釘固定在突起上，進而將導軌7固定在外殼1內(nèi)壁上。本發(fā)明實施例中所述導軌7下方的滑塊8內(nèi)設(shè)置多個小滾珠，用于減少滑塊8與 導軌7之間的摩擦力。如圖2所示，本發(fā)明實施例中探頭9與傳動架6連接的方式為所述傳動架6與磁 鐵固定片15固定連接，磁鐵固定片15與探頭9上均設(shè)有磁鐵16，通過磁鐵16的磁性將探 頭9和傳動架6連接起來。本發(fā)明實施例還包括另一光電編碼器，另一光電編碼器設(shè)置在傳動架6前方的外 殼1內(nèi)壁上，光電編碼器11用于檢測電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，另一光電編碼器用于檢測傳動架 6的擺動角度。本發(fā)明所述光電編碼器11也可設(shè)置在傳動架6前方的外殼1內(nèi)壁上，此時光電編 碼器11用于檢測傳動架6的擺動角度，進而由擺動角度推算出電機2的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡的工作過程為首先按預(yù)先設(shè)定的電 機2轉(zhuǎn)速啟動本發(fā)明，電機2開始轉(zhuǎn)動，并帶動與其連接的聯(lián)軸片3做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，與聯(lián)軸 片3連接的傳動桿5開始做以聯(lián)軸片3的中心為圓心的圓周轉(zhuǎn)動，傳動架6在傳動桿5的帶 動下通過滑塊8沿著導軌7擺動，即做弧形簡諧運動。在擺動過程中，由于傳動桿5與傳動 架6是可活動的連接，其連接方向隨著擺動角度的變化而變化，小半球13能時刻保持著與傳動架7凹槽之間的相切配合，保持傳動架6不間斷的擺動，進而使得傳動架6及與其相連 的探頭9做不間斷弧形簡諧運動。這樣就實現(xiàn)了由電機2的圓周運動向傳動架6和探頭9 做弧形擺動的轉(zhuǎn)換，利用機械傳動、轉(zhuǎn)換原理把電機2的勻速圓周運動轉(zhuǎn)換成探頭9的弧形 簡諧運動。在本發(fā)明運行過程中，光電編碼器11隨著電機2的圓周運動而不斷產(chǎn)生電平變 化，將產(chǎn)生的電平變化轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再由程序控制器和控制線板對數(shù)字信號進行處理， 計算出電機2的實際轉(zhuǎn)速，將實際轉(zhuǎn)速與預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速進行比較，將比較結(jié)果轉(zhuǎn)換成信 號同時反饋給控制線板，通過控制線板調(diào)整電機的電流大小進而改變電機2轉(zhuǎn)速，使電機2 轉(zhuǎn)速達到預(yù)先設(shè)定值，并使電機2的轉(zhuǎn)速達到均勻不變的效果。本發(fā)明是采用光電編碼器 11的檢測信號來促發(fā)探頭9對眼睛的掃描，如可設(shè)置為當光電編碼器上的某點轉(zhuǎn)動到15° 和195°時分別觸發(fā)一次探頭9對眼睛的掃描，探頭9沿著弧形滑軌7來回擺動，探頭9掃 描的軌跡為一條弧線，圖4為探頭向下掃描的掃描軌跡示意圖，其中圖5為圖4的俯視圖， 為一條直線。本發(fā)明中的電機2、傳動桿5、傳動架6和導軌7的設(shè)置，使由電機2帶動的傳動桿 5的圓周運動轉(zhuǎn)化為傳動架6的簡諧運動，進而使與傳動架6相連的探頭9做弧形簡諧運 動，實現(xiàn)對病人眼睛各部位的掃描，弧形導軌7的弧度和眼球的形狀相似，使得探頭9離眼 球的距離保持不變，掃描范圍可控，數(shù)據(jù)處理簡單，圖像清晰度高，清晰范圍廣；電機固定套 4的設(shè)置使電機2的轉(zhuǎn)動更穩(wěn)固；且通過光電編碼器11、程序控制器和控制線板的設(shè)置可 控制和調(diào)整電機2的轉(zhuǎn)速和探頭9的擺動弧度，探頭9內(nèi)的傳感器發(fā)射和接收超聲波并將 接收到的超聲波轉(zhuǎn)化為電信號，通過控制線板和與其連接的程序控制器對該電信號進行處 理。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，掃描范圍可控、數(shù)據(jù)處理簡單、掃描效率高的優(yōu)點。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述，但是，很顯然仍可以做出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明的說明書和附圖被認為是說 明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，其特征在于，包括外殼、電機、聯(lián)軸片、電機 固定套、傳動桿、傳動架、導軌、探頭、程序控制器和控制線板，所述電機固定套一端設(shè)有一 中心開有小孔的底座，電機固定套與電機外壁固定連接，電機一端穿過電機固定套的底座 上的小孔與聯(lián)軸片固定連接，電機固定套的底座和聯(lián)軸片之間設(shè)有光電編碼器，光電編碼 器與電機固定套底座連接，傳動桿一端與聯(lián)軸片的非中心位置固定連接，傳動桿另一端與 傳動架活動連接，所述傳動架上設(shè)有一開槽，所述導軌為弧形，導軌穿過傳動架的開槽，導 軌兩端固定在外殼內(nèi)壁上，傳動架可沿著導軌滑動；所述探頭一端與傳動架連接，另一端設(shè) 有傳感器并伸出外殼，該傳感器及所述光電編碼器均與控制線板連接，控制線板和程序控 制器相連；所述外殼的一端設(shè)置于電機固定套底座外側(cè)，另一端設(shè)置于導軌外側(cè)；所述傳 動桿與傳動架活動連接的方式為傳動桿一端設(shè)有小軸承，小軸承設(shè)置在小半球內(nèi)，傳動架 上設(shè)有凹槽，所述小半球設(shè)置在所述凹槽內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，其特征在于，所述導軌 下方設(shè)有滑塊，所述滑塊與傳動架固定連接，滑塊與傳動架可沿著導軌一起滑動。
3.如權(quán)利要求2所述的一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，其特征在于，所述導軌 兩端固定在外殼內(nèi)壁上的方式為外殼內(nèi)壁上設(shè)有兩個突起，導軌兩端通過螺釘固定在突 起上，進而將導軌固定在外殼內(nèi)壁上。
4.如權(quán)利要求3所述的一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，其特征在于，所述導軌 下方的滑塊內(nèi)設(shè)置多個小滾珠。
5.如權(quán)利要求4所述的一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，其特征在于，所述探頭 與傳動架連接的方式為所述傳動架與磁鐵固定片固定連接，磁鐵固定片與探頭上均設(shè)有 磁鐵，通過磁鐵的磁性將探頭和傳動架連接起來。
6.如權(quán)利要求5所述的一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，其特征在于，還包括另 一光電編碼器，另一光電編碼器設(shè)置在傳動架前方的外殼內(nèi)壁上。
7.一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，其特征在于，包括外殼、電機、聯(lián)軸片、電機 固定套、傳動桿、傳動架、導軌、探頭、程序控制器和控制線板，所述電機固定套一端設(shè)有一 中心開有小孔的底座，電機固定套與電機外壁固定連接，電機一端穿過電機固定套的底座 上的小孔與聯(lián)軸片固定連接，傳動桿一端與聯(lián)軸片的非中心位置固定連接，傳動桿另一端 與傳動架活動連接，所述傳動架上設(shè)有一開槽，所述導軌為弧形，導軌穿過傳動架的開槽， 導軌兩端固定在外殼內(nèi)壁上，傳動架可沿著導軌滑動；所述探頭一端與傳動架連接，另一端 設(shè)有傳感器并伸出外殼，所述外殼的一端設(shè)置于電機固定套底座外側(cè)，另一端設(shè)置于導軌 外側(cè)；所述傳動桿與傳動架活動連接的方式為傳動桿一端設(shè)有小軸承，小軸承設(shè)置在小 半球內(nèi)，傳動架上設(shè)有凹槽，所述小半球設(shè)置在所述凹槽內(nèi)；所述傳動架前方的外殼內(nèi)壁上 設(shè)置有光電編碼器，該光電編碼器及所述探頭的傳感器均與控制線板連接，控制線板和程 序控制器相連。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種實現(xiàn)弧形掃描的超聲生物顯微鏡，包括外殼、電機、聯(lián)軸片、電機固定套、傳動桿、傳動架、導軌、探頭、程序控制器和控制線板，電機固定套與電機外壁固定連接，電機一端穿過電機固定套的底座的小孔與聯(lián)軸片固定連接，電機固定套的底座和聯(lián)軸片之間設(shè)有光電編碼器，傳動桿一端與聯(lián)軸片的非中心位置固定連接，其另一端與傳動架活動連接，傳動架上設(shè)一開槽，導軌為弧形，導軌穿過傳動架的開槽，導軌兩端固定在外殼內(nèi)壁上，傳動架可沿著導軌滑動；探頭一端與傳動架連接，另一端設(shè)有傳感器并伸出外殼，該傳感器及所述光電編碼器均與控制線板連接，控制線板和程序控制器相連。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，掃描范圍可控、圖像清晰度高的優(yōu)點。
文檔編號A61B8/14GK102085106SQ20091025006
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者周燁, 徐亮禹, 陳旭 申請人:溫州醫(yī)學院