CN101936770A - 高强度聚焦超声声场测量系统 - Google Patents
高强度聚焦超声声场测量系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101936770A CN101936770A CN 201010262590 CN201010262590A CN101936770A CN 101936770 A CN101936770 A CN 101936770A CN 201010262590 CN201010262590 CN 201010262590 CN 201010262590 A CN201010262590 A CN 201010262590A CN 101936770 A CN101936770 A CN 101936770A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dimensional
- data processing
- sound field
- processing module
- receiving set
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高强度聚焦超声声场测量系统，包括智能数据处理模块、多自由度步进扫描控制模块、数据采集模块和水听器；智能数据处理模块向多自由度步进扫描控制模块发送指令进行智能化声场扫描，根据采集的数据实时获取相应的声场分布及声场参数；数据采集模块采集水听器感应到的电压信号；多自由度步进扫描控制模块由三维步进电机控制器、三维运动装置和水听器固定装置构成，水听器固定装置底面贴有吸声橡胶。三维运动装置根据三维步进电机控制器的指令进行点动、增量或同步增量等运动模式，三维步进电机控制器根据智能数据处理模块的指令进行多轴同动、单轴匀速运动或单轴变速运动控制。本发明可实现快速、精确、智能化和图形化超声声场测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度聚焦超声声场测量系统，特别适用于单阵元、多阵元高强度聚焦超声治疗系统的声场测量，属于医学测量仪器领域。
背景技术
高强度聚焦超声技术作为一种对治疗区域产生有损伤害的治疗方法，其安全剂量和治疗效果尤其值得关注。而换能器性能的好坏，治疗效果与适用范围都与聚焦声场的分布密切相关，因此对高强度聚焦声场的测量和描绘就日显重要。
经对现有技术的文献检索发现：
(1)中国专利公开号为CN1461942，2003.12.17公开，专利名称为：声场测量装置。其不足之处在于：该装置为手动单点测量，无法快速进行声场扫描。
(2)中国专利公开号为CN1792333A，2006.06.28公开，专利名称为：平行扫描式超声声场断层成像水听器系统。其不足之处在于：该系统采用平面式聚偏氟乙烯压电薄膜，无法减弱超声反射对测量的影响，尤其是对连续波方式的超声换能器进行测量时。
(3)中国专利公开号为CN1453562A，2003.11.05公开，专利名称为：医用超声设备声输出测量系统。其不足之处在于：该装置为手动调节，装置结构复杂，超声反射对测量的影响较大，当超声换能器为连续波发射模式时，可能无法进行测量。
(4)中国专利公开号为CN201173815Y，2008.12.31公开，专利名称为：用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置。其不足之处在于：该数据采集装置只能采集垂直声束传播轴的某一平面上的声场，因此不能对声场聚焦区域进行快速、精确三维立体扫描。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，设计提供一种高强度聚焦超声声场测量系统，能快速、精确、智能化、图形化进行超声声场的测量。
为实现上述目的，本发明设计的高强度聚焦超声声场测量系统包括智能数据处理模块、多自由度步进扫描控制模块、数据采集模块和水听器；智能数据处理模块向多自由度步进扫描控制模块发送指令进行智能化声场扫描，根据采集的数据实时获取相应的声场分布及声场参数；数据采集模块采集水听器感应到的电压信号；多自由度步进扫描控制模块由三维步进电机控制器、三维运动装置和水听器固定装置构成，水听器固定装置底面贴有吸声橡胶。三维运动装置根据三维步进电机控制器的指令进行点动、增量或同步增量等运动模式，三维步进电机控制器根据智能数据处理模块的指令进行多轴同动、单轴匀速运动或单轴变速运动控制。
本发明的技术方案具体如下：
本发明包括：智能数据处理模块、多自由度步进扫描控制模块、数据采集模块和水听器。所述智能数据处理模块由计算机及专用应用软件构成，智能数据处理模块与多自由度步进扫描控制模块相连，向多自由度步进扫描控制模块发送指令进行智能化声场扫描。多自由度步进扫描控制模块与水听器相连。数据采集模块与水听器相连，采集的数据为水听器感应到的电压信号。智能数据处理模块与数据采集模块相连，智能数据处理模块向数据采集模块发送采集数据的指令，根据采集的数据实时获取相应的声场分布，进而获取声场参数。
本发明中，所述多自由度步进扫描控制模块由三维步进电机控制器、三维运动装置和水听器固定装置。三维步进电机控制器通过串口通讯线与智能数据处理模块相连，三维步进电机控制器与三维运动装置相连，水听器固定装置固定在三维运动装置上。水听器固定装置底面贴有吸声橡胶，水听器固定在水听器固定装置上且从水听器固定装置底面的吸声橡胶中心孔穿出。
本发明的高强度聚焦超声声场测量系统用于声场测量时：
(1)调节发射换能器使其处于水平位置，将水听器放置于被测高强度聚焦超声系统的声场中，调节三维运动装置和水听器固定装置，使水听器与发射换能器垂直，并保证水听器平面扫描运动过程中始终与发射换能器垂直。。
(2)运行数据采集模块和智能数据处理模块，根据水听器感应到的电压信号调节三维运动装置，在三维空间内扫描寻找到声场三维空间中的焦点位置，并设定此点为声场三维空间坐标的原点。如发射换能器为自聚焦换能器，则设定其几何焦点为声场三维空间坐标的原点。
(3)根据设定的扫描模式、扫描路径和空间每点的停留时间，采集数据。
(4)根据所采集到的数据进行实时的声场分布分析和描绘。
本发明控制灵活，步进精度和扫描范围可控，可以实现快速、精确、智能化和三维图形化超声声场测量。
附图说明
图1为本发明系统组成结构框图。
图2为本发明系统实施结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术方案，以下结合附图和实施例作进一步的详细描述。实施例所采用的技术参数不构成对本发明的限定。
图1为本发明高强度聚焦超声声场测量系统的组成结构框图。如图1所示，本发明由智能数据处理模块、多自由度步进扫描控制模块、数据采集模块和水听器构成。智能数据处理模块与多自由度步进扫描控制模块相连，向多自由度步进扫描控制模块发送指令进行智能化声场扫描。多自由度步进扫描控制模块与水听器相连。数据采集模块与水听器相连，采集的数据为水听器感应到的电压信号。智能数据处理模块与数据采集模块相连，智能数据处理模块向数据采集模块发送采集数据的指令，根据采集的数据实时获取相应的声场分布，进而获取声场参数。
图2为本发明系统的具体结构及实施的示意图。如图2所示，本发明由智能数据处理模块、多自由度步进扫描控制模块、数据采集模块和水听器构成，其中，多自由度步进扫描控制模块由三维步进电机控制器、三维运动装置和水听器固定装置构成。
三维步进电机控制器通过串口通讯线与智能数据处理模块相连，三维步进电机控制器与三维运动装置相连，水听器固定装置固定在三维运动装置上；水听器固定装置底面贴有吸声橡胶，水听器固定在水听器固定装置上且从水听器固定装置底面的吸声橡胶中心孔穿出。
本发明中，智能数据处理模块是测量系统的核心部分，由计算机及专用应用软件构成。智能数据处理模块向多自由度步进扫描控制模块发送指令，通过多自由度步进扫描控制模块进行智能化声场扫描，自动寻找声场三维空间中的焦点位置，根据需求设置扫描模式、扫描路径和空间每个点间的停留时间。
智能数据处理模块向数据采集模块发送采集数据的指令，由数据采集模块采集水听器感应到的电压信号，智能数据处理模块根据所采集的声场数据，进行实时分析，用图形化的方式在计算机显示屏显示。
本发明中，数据采集模块接收智能数据处理模块的指令，采集水听器感应到的电压信号。数据采集模式包括基本数据采集、单点脉冲、连续采集及多点快速采集等。
数据采集模块与智能数据处理模块之间通过通用接口总线(General PurposeInterface Bus，GPIB)进行通讯联系。
本发明中，多自由度步进扫描控制模块由三维步进电机控制器、三维运动装置和水听器固定装置构成。所述的三维运动装置接收三维步进电机控制器的指令，根据指令进行点动、增量、同步增量等运动模式。所述的三维步进电机控制器接收智能数据处理模块的指令，根据指令进行多轴同动、单轴匀速运动或单轴变速运动控制。
本发明的高强度聚焦超声声场测量系统用于声场测量的具体步骤为：
(1)调节发射换能器使其处于水平位置，将水听器放置于被测高强度聚焦超声系统的声场中，调节三维运动装置和水听器固定装置，使水听器与发射换能器垂直，并保证水听器平面扫描运动过程中始终与发射换能器垂直。
(2)运行数据采集模块和智能数据处理模块，根据水听器感应到的电压信号调节三维运动装置，在三维空间内扫描寻找到声场三维空间中的焦点位置，并设定此点为声场三维空间坐标的原点。如发射换能器为自聚焦换能器，则设定其几何焦点为声场三维空间坐标的原点。
(3)根据设定的扫描模式、扫描路径和空间每点的停留时间，采集数据。
(4)根据所采集到的数据进行实时的声场分布分析和描绘。
在本发明的实施例中，所述水听器采用PVDF探针式水听器，其敏感元件为PVDF压电薄膜，直径0.8mm，厚度为25μm。传感元件安装在一个不锈钢管的顶端，不锈钢管的外径为1.5mm，长约30-40mm，同轴电缆直径2mm，长1m，通过BNC插头连接到示波器。
Claims (5)
1.一种高强度聚焦超声声场测量系统，其特征在于包括：智能数据处理模块、多自由度步进扫描控制模块、数据采集模块和水听器；所述智能数据处理模块由计算机及专用应用软件构成，智能数据处理模块与多自由度步进扫描控制模块相连，向多自由度步进扫描控制模块发送指令进行智能化声场扫描；多自由度步进扫描控制模块与水听器相连；数据采集模块与水听器相连，采集的数据为水听器感应到的电压信号；智能数据处理模块与数据采集模块相连，智能数据处理模块向数据采集模块发送采集数据的指令，根据采集的数据实时获取相应的声场分布，进而获取声场参数；所述多自由度步进扫描控制模块由三维步进电机控制器、三维运动装置和水听器固定装置；三维步进电机控制器通过串口通讯线与智能数据处理模块相连，三维步进电机控制器与三维运动装置相连，水听器固定装置固定在三维运动装置上；水听器固定装置底面贴有吸声橡胶，水听器固定在水听器固定装置上且从水听器固定装置底面的吸声橡胶中心孔穿出。
2.根据权利要求1的高强度聚焦超声声场测量系统，其特征在于所述的智能数据处理模块自动寻找声场三维空间中的焦点位置，根据需求设置扫描模式、扫描路径和空间每个点间的停留时间，根据所采集的声场数据，进行实时分析，用图形化的方式在计算机显示屏显示。
3.根据权利要求1的高强度聚焦超声声场测量系统，其特征在于所述的数据采集模块接收智能数据处理模块的指令，根据指令进行基本数据采集、单点脉冲、连续采集或多点快速采集。
4.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声声场测量系统，其特征在于所述的三维运动装置接收三维步进电机控制器的指令，根据指令进行点动、增量或同步增量运动模式。
5.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声声场测量系统，其特征在于所述的三维步进电机控制器接收智能数据处理模块的指令，根据指令进行多轴同动、单轴匀速运动或单轴变速运动控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010262590 CN101936770A (zh) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | 高强度聚焦超声声场测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010262590 CN101936770A (zh) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | 高强度聚焦超声声场测量系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101936770A true CN101936770A (zh) | 2011-01-05 |
Family
ID=43390218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010262590 Pending CN101936770A (zh) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | 高强度聚焦超声声场测量系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101936770A (zh) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102249367A (zh) * | 2011-04-02 | 2011-11-23 | 河海大学常州校区 | 水处理中超声声强检测与控制方法 |
| CN102279044A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-12-14 | 北京理工大学 | 超声声场测量中水听器自动准直方法 |
| CN102279045A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-12-14 | 北京理工大学 | 空气耦合超声检测换能器声场特性测量装置 |
| CN103674223A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 噪声源测试装置、系统及方法 |
| CN103674232A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 用于噪声源测试的声压获取装置 |
| CN104323798A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-02-04 | 苏州仁捷瑞自动化科技有限公司 | 一种便携移动式医用超声检测装置的使用方法 |
| CN104323797A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-02-04 | 苏州仁捷瑞自动化科技有限公司 | 一种便携移动式医用超声设备用超声检测装置 |
| CN106768264A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-31 | 南京师范大学 | 基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量系统及方法 |
| CN107451572A (zh) * | 2017-08-07 | 2017-12-08 | 吴露 | 超声波指纹识别模组及电子设备 |
| CN108310687A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-07-24 | 重庆医科大学 | 一种聚焦超声声场的在线检测方法 |
| CN109044485A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-21 | 中国科学院声学研究所 | 一种高声压高声强超声波测量系统 |
| CN109506771A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-22 | 西北工业大学 | 高温液体介质中具有空间定位功能的声场检测方法及装置 |
| CN109520612A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-26 | 上海交通大学 | 水浸式聚焦超声换能器实际声场的快速测焦系统及方法 |
| CN110440906A (zh) * | 2018-05-04 | 2019-11-12 | 重庆海扶医疗科技股份有限公司 | 超声换能器的声场声强分布检测方法及其装置 |
| CN110559013A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-12-13 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | 一种超声声场自动测试的方法及系统 |
| CN111879401A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-03 | 韶关东阳光自动化设备有限公司 | 一种便携式hifu声场测量装置及其测量方法 |
| CN112229499A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-15 | 东莞东阳光医疗智能器件研发有限公司 | 声场测量系统及其控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1792333A (zh) * | 2005-10-20 | 2006-06-28 | 上海交通大学 | 平行扫描式聚焦超声声场断层成像水听器系统 |
| CN1818573A (zh) * | 2006-03-10 | 2006-08-16 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 反射探针型聚焦声场测量用换能器 |
| CN101539542A (zh) * | 2008-03-21 | 2009-09-23 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种水浸聚焦探头性能测试装置及其测试方法 |
-
2010
- 2010-08-27 CN CN 201010262590 patent/CN101936770A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1792333A (zh) * | 2005-10-20 | 2006-06-28 | 上海交通大学 | 平行扫描式聚焦超声声场断层成像水听器系统 |
| CN1818573A (zh) * | 2006-03-10 | 2006-08-16 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 反射探针型聚焦声场测量用换能器 |
| CN101539542A (zh) * | 2008-03-21 | 2009-09-23 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种水浸聚焦探头性能测试装置及其测试方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》 20091215 谢露 相控聚焦超声声场分析及测量实验研究 第17-34页 1-5 , 第12期 2 * |
| 《中国医疗器械杂志》 20100630 黄秀美 等 相控型聚焦超声双焦点模式声场测量及分析 第172-174页 第34卷, 第3期 2 * |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102249367A (zh) * | 2011-04-02 | 2011-11-23 | 河海大学常州校区 | 水处理中超声声强检测与控制方法 |
| CN102249367B (zh) * | 2011-04-02 | 2013-04-24 | 河海大学常州校区 | 水处理中超声声强检测与控制方法 |
| CN102279044A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-12-14 | 北京理工大学 | 超声声场测量中水听器自动准直方法 |
| CN102279045A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-12-14 | 北京理工大学 | 空气耦合超声检测换能器声场特性测量装置 |
| CN103674223A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 噪声源测试装置、系统及方法 |
| CN103674232A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 用于噪声源测试的声压获取装置 |
| CN104323798A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-02-04 | 苏州仁捷瑞自动化科技有限公司 | 一种便携移动式医用超声检测装置的使用方法 |
| CN104323797A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-02-04 | 苏州仁捷瑞自动化科技有限公司 | 一种便携移动式医用超声设备用超声检测装置 |
| CN104323797B (zh) * | 2014-10-21 | 2016-08-03 | 山东大数据医疗科技有限公司 | 一种便携移动式医用超声设备用超声检测装置 |
| CN104323798B (zh) * | 2014-10-21 | 2017-02-08 | 焦瑞宁 | 一种便携移动式医用超声检测装置的使用方法 |
| CN106768264A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-31 | 南京师范大学 | 基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量系统及方法 |
| CN106768264B (zh) * | 2017-01-18 | 2019-10-18 | 南京师范大学 | 基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量系统及方法 |
| CN107451572A (zh) * | 2017-08-07 | 2017-12-08 | 吴露 | 超声波指纹识别模组及电子设备 |
| CN107451572B (zh) * | 2017-08-07 | 2020-07-03 | 成都亦道科技合伙企业（有限合伙） | 超声波指纹识别模组及电子设备 |
| CN108310687A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-07-24 | 重庆医科大学 | 一种聚焦超声声场的在线检测方法 |
| CN110440906A (zh) * | 2018-05-04 | 2019-11-12 | 重庆海扶医疗科技股份有限公司 | 超声换能器的声场声强分布检测方法及其装置 |
| CN109044485A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-21 | 中国科学院声学研究所 | 一种高声压高声强超声波测量系统 |
| CN109044485B (zh) * | 2018-07-27 | 2023-12-05 | 中国科学院声学研究所 | 一种高声压高声强超声波测量系统 |
| CN109520612A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-26 | 上海交通大学 | 水浸式聚焦超声换能器实际声场的快速测焦系统及方法 |
| CN109506771A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-22 | 西北工业大学 | 高温液体介质中具有空间定位功能的声场检测方法及装置 |
| CN110559013A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-12-13 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | 一种超声声场自动测试的方法及系统 |
| CN111879401A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-03 | 韶关东阳光自动化设备有限公司 | 一种便携式hifu声场测量装置及其测量方法 |
| CN112229499A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-15 | 东莞东阳光医疗智能器件研发有限公司 | 声场测量系统及其控制方法 |
| CN112229499B (zh) * | 2020-09-15 | 2022-08-12 | 韶关东阳光自动化设备有限公司 | 声场测量系统及其控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101936770A (zh) | 高强度聚焦超声声场测量系统 | |
| CN104076089B (zh) | 环形锻件自动超声波c扫描检测系统 | |
| KR102121821B1 (ko) | 리니어 스캔 초음파 탐상 장치 및 리니어 스캔 초음파 탐상 방법 | |
| CN101539542B (zh) | 一种水浸聚焦探头性能测试装置及其测试方法 | |
| CN102279045A (zh) | 空气耦合超声检测换能器声场特性测量装置 | |
| CN102854251B (zh) | 利用虚拟仪器技术的超声波成像系统和成像方法 | |
| CN205430608U (zh) | 一种相控阵换能器非线性声场测量装置 | |
| CN105157810A (zh) | 一种全自动声速测量仪及其测量方法 | |
| CN108606777A (zh) | 基于可调聚焦型光纤传感器的光声计算层析成像系统 | |
| JPS63171544A (ja) | 超音波診断装置 | |
| CN103837472A (zh) | 基于多角度平面透射镜的微悬臂梁阵列传感器的微悬臂梁偏转扫描系统及扫描方法 | |
| CN103308607A (zh) | 一种高速化的超声信号采集系统 | |
| CN103822651A (zh) | 基于平面镜反射的微悬臂梁阵列传感器的微悬臂梁偏转检测系统及检测方法 | |
| CN102641135A (zh) | 超声波探测器和超声波诊断装置 | |
| CN210774334U (zh) | 一种医用聚焦换能器的现场检测装置 | |
| CN210427470U (zh) | 一种声发射传感器的幅频特性的测试系统 | |
| WO2020111731A1 (ko) | 3차원 광음향 영상 장치 | |
| JP2011252759A (ja) | 超音波探傷システム | |
| CN101251514B (zh) | 基于多元相控聚焦环阵列的背向模式光声成像方法 | |
| CN102788843A (zh) | 一种预应力管道压浆质量低频超声阵列检测装置 | |
| CN114305495B (zh) | 基于超声换能器的超声成像方法、超声换能器及系统 | |
| WO2018105366A1 (ja) | 超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法 | |
| CN1792333A (zh) | 平行扫描式聚焦超声声场断层成像水听器系统 | |
| KR100970948B1 (ko) | 3차원 초음파 이미징을 위한 2차원 가상 배열형 탐촉자 | |
| CN205006919U (zh) | 一种经尿道的前列腺超声诊断仪及换能器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110105 |