一种用于小动物在体检测的磁声耦合支具制造技术

一种用于小动物在体检测的磁声耦合支具，包括耦合槽(A)、吊篮式小动物样品固定支架、相控阵超声换能器(C)及电磁线圈。吊篮式小动物样品固定支架和相控阵超声换能器(C)位于耦合槽(A)内。耦合槽(A)置于静磁场中，底面垂直于静磁场的磁场方向。电磁线圈位于耦合槽外底部或耦合槽内耦合介质的上方，和耦合液无接触。吊篮式小动物样品固定支架(B)位于耦合槽(A)的顶部中心位置，小动物样品装在吊篮式小动物样品固定支架上，位于电磁线圈的有效磁场强度区域内。相控阵超声换能器(C)的发射超声平面与静磁场的磁场方向垂直。耦合槽(A)与电磁线圈之间有隔声垫，用于隔离电磁线圈在静磁场中振动产生的声波信号。

A magneto acoustic coupling brace for in vivo detection of small animals

【技术实现步骤摘要】
一种用于小动物在体检测的磁声耦合支具
本专利技术涉及一种用于小动物在体检测的装置。
技术介绍
磁声成像技术通过电磁场激励与超声检测相结合的方式实现生物组织电导率成像，具有高对比度与高分辨率的优点，在肿瘤机理研究以及癌症早期检测中具有潜在的应用价值。磁声检测系统中，电磁场与声场通过被测目标体实现耦合转换，在利用检测的信号实现被测目标提电导率的空间重建。一方面，由于磁声信号为单程传播，样品与检测装置的空间定位的准确性直接影响反演的图像质量和精度，便携精准的耦合支具设计尤为重要。另一方面在磁声检测中，采样点个数越多，成像质量越好。对于超声换能器阵列，其阵元个数为定值，为增加采样点个数，从不同角度进行多次检测，有效提高图像分辨率。因此需要通过耦合支具设计解决激励线圈、样品及检测设备的空间定位问题。针对活体动物实验，需要在实验中实时监控动物的生命体征并预留呼吸通道，且麻醉状态的动物姿态难以维持，因此需要设计能够解决这些问题的固定支具。
技术实现思路
本专利技术针对小型动物的在体检测，提出一种用于小动物在体检测的磁声耦合支具。本专利技术用于小动物在体检测的磁声耦合支具，以绝缘油或去离子水为耦合介质，在耦合槽体内利用吊篮式小动物样品固定支架，实现小型动物的在体磁声检测。本专利技术的所有部件均采用亚克力板切割制作。所述的用于小动物在体检测的磁声耦合支具包括耦合槽、吊篮式小动物样品固定支架、相控阵超声换能器以及电磁线圈。所述的耦合槽为长方体或者圆柱体，放置于静磁场中，耦合槽内盛有耦合介质。耦合槽的底面垂直于静磁场的磁场方向。所述的吊篮式小动物样品固定支架和相控阵超声换能器位于耦合槽内；吊篮式小动物样品固定支架位于耦合槽的顶部中心位置，利用耦合槽的槽壁支撑；电磁线圈位于耦合槽外底部或耦合槽内耦合介质的上方，和耦合液无接触。小动物样品装在吊篮式小动物样品固定支架上，位于电磁线圈的有效磁场强度区域内。所述的耦合槽内部放置有相控阵超声换能器和相控阵超声换能器支架定位块。相控阵超声换能器的发射超声平面与静磁场的磁场方向垂直。相控阵超声换能器支架定位块为环形，带有凸起，放置在耦合槽内。耦合槽内底面的中心位置开有用于放置样品的下沉槽。多个相控阵超声换能器支架定位块围绕下沉槽布置，和下沉槽同心。耦合槽内底面还开有电极引线槽，电极引线槽与下沉槽连通，电极引线槽内放置电线，电线的一端连接位于下沉槽内的电极，电线的另一端根据采用的磁声成像方式的不同，或者连接检测电路或者连接磁声激励源；电极放置于下沉槽内，与下沉槽中的样品连接。相控阵超声换能器的位置在相控阵超声换能器支架定位块的定位下固定，检测时位置不偏移。耦合槽内底面还开有定位槽。多个所述的定位槽围绕放置样品的下沉槽同心布置，组成一个圆环。所述的定位槽是凹槽，用以放置不同高度的垫块，所述的垫块与定位槽的长宽尺寸、形状相同。通过调整定位槽中垫块的高度实现相控阵超声换能器在样品不同断层上的扫描。耦合槽内底面还开有下沉的集液槽和倾斜流道，倾斜流道与下沉的集液槽连通。耦合槽外底面开有引线凹槽和引线沟道，电磁线圈位于该引线凹槽内，该引线凹槽实现对电磁线圈的限位。电磁线圈的引线通过耦合槽底部的引线沟道引出。所述的引线凹槽与耦合槽内相控阵超声换能器支架定位块内放置样品的下沉槽同轴。电磁线圈也可位于耦合槽内耦合介质上方，与耦合介质无接触，电磁线圈的中心与下沉槽的中心同心，下沉槽可以是圆形的也可以是方形的。耦合槽与电磁线圈之间有隔声垫，用于隔离电磁线圈在静磁场中振动产生的声波信号。所述的相控阵超声换能器可以是环形相控阵，也可以是线性相控阵。所述的集液槽收集实验后的残余的耦合介质，经倾斜流道排出。在非工作情况下，保证耦合介质不接触相控阵超声换能器，以保护相控阵超声换能器。所述的吊篮式小动物样品固定支架由三部分构成：盖板、转盘与调节支架。所述盖板为“T”形结构，盖板的中心开有圆孔。样品的定位槽是由多个相同弧度的凹槽组成一个同心圆形，所述圆孔与耦合槽内底面的样品定位槽同心，盖板的三个长边边缘与盖板中心的距离相等，盖板各个长边的边沿开有卡槽，盖板通过此卡槽固定于耦合槽顶部。盖板的中间为镂空圆形结构，镂空圆形结构的边沿开有下沉凹槽，用于固定转盘。与“T”形盖板三个长边垂直的短边为操作面，操作面的边缘上有三条刻度线，相邻刻度线夹角为1.875度，可通过旋转圆盘改变样品位置，增加不同角度的扫描数据，提高采样点数，提升成像质量，所述的操作面上开有阵列排布的小孔，用于固定小动物四肢；所述转盘为空心圆盘结构，转盘外侧与盖板的凹槽恰好咬合。转盘中部对称位置开有矩形槽，用于固定调节支架。转盘边缘标有刻度，与盖板上短边的刻度相配合，实现不同角度的小范围调节。附图说明图1为本专利技术总体结构的装配图；图2a为本专利技术耦合槽的俯视图，图2b为本专利技术耦合槽的底部仰视图；图3a为本专利技术盖板的示意图；图3b为盖板细节图；图4a转盘下沉台阶示意图，图4b转盘细节图；图5为本专利技术调节支架的示意图；图中，A耦合槽，B吊篮式小动物样品固定支架，C相控阵超声换能器，1相控阵超声换能器支架定位块，2定位槽，3下沉槽，4电极引线槽，5集液槽，6流道，7引线凹槽，8引线沟道，9卡槽，10圆孔，11圆形卡槽，12刻度槽，13下沉台阶，15样品支架卡槽，16旋转定位标识，17调节支架，18小孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术。如图1所示，本专利技术用于小动物在体检测的磁声耦合支具以绝缘油或去离子水为耦合介质，在耦合槽A体内利用吊篮式小动物样品固定支架B，实现小型动物的在体磁声检测。本专利技术的所有部件均采用亚克力板切割制作。所述的用于小动物在体检测的磁声耦合支具包括耦合槽A、吊篮式小动物样品固定支架B、相控阵超声换能器C以及电磁线圈，所述的吊篮式小动物样品固定支架B位于耦合槽A的顶部中心位置，利用耦合槽A的槽壁支撑；耦合槽A为长方体或者圆形，所述的吊篮式小动物样品固定支架B和相控阵超声换能器C位于耦合槽A内。电磁线圈可以位于耦合槽外侧底部或者内测耦合介质上端，但不接触耦合液，同时保证样品位于电磁线圈的有效磁场强度区域内。耦合槽A为长方体或者圆柱体，放置于静磁场中，耦合槽A的底面垂直于静磁场的磁场方向。所述的耦合槽内部放置有相控阵超声换能器支架定位块1，内底面开有集液槽5和流道6，耦合槽A的外底面有用于电磁线圈限位的引线凹槽7和引出电磁线圈的引线沟道8。位于耦合槽A内的相控阵超声换能器C可以是环形相控阵，也可以是线性相控阵；相控阵超声换能器C的发射超声平面与静磁场的磁场方向垂直。所述的相控阵超声换能器支架定位块1为多个，组成环形，用于调整相控阵超声换能器的放置位置，多个相控阵超声换能器支架定位块1围绕用于放置样品的下沉槽3布置，与下沉槽3同轴，下沉槽3位于耦合槽内底面的中心位置。耦合槽内底面还开有电极引线槽4，电极引线槽4与下沉槽3连通，电极引线槽4内放置电线，电线的一端连接位于下沉槽3内的电极，电线的另一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于小动物在体检测的磁声耦合支具，其特征在于：所述的支具包括耦合槽(A)、吊篮式小动物样品固定支架、相控阵超声换能器(C)及电磁线圈；所述的耦合槽(A)为长方体或者圆柱体，放置于静磁场中，耦合槽(A)的底面垂直于静磁场的磁场方向；所述的吊篮式小动物样品固定支架(B)和相控阵超声换能器(C)位于耦合槽(A)内；所述的吊篮式小动物样品固定支架(B)位于耦合槽(A)的顶部中心位置，利用耦合槽(A)的槽壁支撑；小动物样品装在吊篮式小动物样品固定支架上，位于电磁线圈的有效磁场强度区域内；电磁线圈位于耦合槽外底部或者耦合槽内耦合介质的上方，和耦合液无接触；所述的相控阵超声换能器(C)为环形相控阵或线性相控阵；相控阵超声换能器(C)的发射超声平面与静磁场的磁场方向垂直；耦合槽(A)与电磁线圈之间有隔声垫，用于隔离电磁线圈在静磁场中振动产生的声波信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于小动物在体检测的磁声耦合支具，其特征在于：所述的支具包括耦合槽(A)、吊篮式小动物样品固定支架、相控阵超声换能器(C)及电磁线圈；所述的耦合槽(A)为长方体或者圆柱体，放置于静磁场中，耦合槽(A)的底面垂直于静磁场的磁场方向；所述的吊篮式小动物样品固定支架(B)和相控阵超声换能器(C)位于耦合槽(A)内；所述的吊篮式小动物样品固定支架(B)位于耦合槽(A)的顶部中心位置，利用耦合槽(A)的槽壁支撑；小动物样品装在吊篮式小动物样品固定支架上，位于电磁线圈的有效磁场强度区域内；电磁线圈位于耦合槽外底部或者耦合槽内耦合介质的上方，和耦合液无接触；所述的相控阵超声换能器(C)为环形相控阵或线性相控阵；相控阵超声换能器(C)的发射超声平面与静磁场的磁场方向垂直；耦合槽(A)与电磁线圈之间有隔声垫，用于隔离电磁线圈在静磁场中振动产生的声波信号。


2.如权利要求1所述的磁声耦合支具，其特征在于：所述的耦合槽(A)内放置有相控阵超声换能器支架定位块(1)；所述的相控阵超声换能器支架定位块(1)为环形，多个相控阵超声换能器支架定位块(1)围绕下沉槽(3)布置，和下沉槽(3)同心；所述的下沉槽(3)位于耦合槽内底部的中心位置，用于放置样品；控阵超声换能器支架定位块(1)用于样品检测位置的定位，保证下沉槽(3)中的样品位于相控阵超声换能器的有效检测区内，并在检测时位置不偏移。


3.如权利要求1所述的磁声耦合支具，其特征在于：所述耦合槽(A)的内底面开有定位槽(2)，多个定位槽(2)围绕放置样品的下沉槽(3)同心布置，组成一个圆环；所述的定位槽(2)是凹槽，用以放置不同高度的垫块，所述的垫块与定位槽(2)的长宽尺寸、形状相同，通过调整定位槽(2)中垫块的高度实现相控阵超声换能器在样品不同断层上的扫描。


4.如权利要求1所述的磁声耦合支具，其特征在于：所述耦合槽(A)的内底面开有集液槽(5)及倾斜的流道(6)，集液槽(5)及倾斜的流道(6)相连通，集液槽(5)收集残余的耦合介质，经流道(6)排出耦合槽(A)。


5.如权利要求1或2所述的磁声耦合支具，其特征在于：所述耦合槽(A)的外底面有引线凹槽(7)，引...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏慧，赵筱赫，刘国强，李元园，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11