CN113712595A - 一种超声探头的驱动装置及超声探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声探头的驱动装置及超声探测装置，涉及血管检测技术领域。本发明包括壳体、定子、转动器，壳体具有驱动腔；定子包括由交替布置的磁环段、空缺段形成的轨架，磁环段为四个弧形磁板围成的，成排设置的磁环段通过连接条连接；转动器具有转动连接件，转动连接件具有两个相对设置的环形槽，其中一环形槽内安装有转动线圈；驱动器具有驱动线圈，驱动线圈滑动设置在另一环形槽内，驱动器上设有至少两个直齿板，直齿板配合在轨架内。本发明通过驱动器使得探头在驱动腔内沿着驱动腔的轴向方向进行往复运动，以及通过转动器使得探头能够在驱动腔进行转动，即在血管内转动探测血管的内表壁，在导管不移动的情况下对血管段进行探测。

Description

一种超声探头的驱动装置及超声探测装置

技术领域

本发明属于血管检测技术领域，特别是涉及一种超声探头的驱动装置及超声探测装置。

背景技术

过去的几十年中，人们对心血管疾病的研究取得了很大的进步，各种成像技术也在不断发展。基于导管的血管内超声(Intravascular Ultrasound，IVUS)结合了无创的超声诊断与微创的导管介入技术，将一根细长导管插入到人体冠状动脉中，导管前端的高频超声成像探头发射并接收高频超声信号，通过机械旋转或电子扫描的方式实时获取血管壁的横切面图像。然而，当前的机械旋转式IVUS探头均由外置马达驱动，通过导管内驱动轴进行长距离的扭矩传输，在导管通过狭窄病变进行探测时，需要将探头伸到所需探测位置，对后续的血管进行再探测时，则需要再次将导管伸入，甚至针对某段血管进行往复探测，即需要导管在巡管里面进行往复驱动，将对血管造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声探头的驱动装置及超声探测装置，通过驱动器使得探头在驱动腔内沿着驱动腔的轴向方向进行往复运动，以及通过转动器使得探头能够在驱动腔进行转动，即在血管内转动探测血管的内表壁，在导管不移动的情况下对血管段进行探测。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种超声探头的驱动装置及超声探测装置，包括壳体、定子、转动器，壳体具有驱动腔；

定子包括由交替布置的磁环段、空缺段形成的轨架，磁环段为四个弧形磁板围成的，成排设置的磁环段通过连接条连接，磁环段内具有内螺纹段，相邻两弧形磁板端部之间的空隙内设有连接条；

转动器具有转动连接件，转动连接件具有两个相对设置的环形槽，其中一环形槽内安装有转动线圈；

驱动器具有驱动线圈，驱动线圈滑动设置在另一环形槽内，驱动器上设有至少两个直齿板，直齿板配合在轨架内。

进一步地，转动连接件包括中筒和外筒，外筒和中筒之间设有环形板，由环形板将外筒和中筒之间的间隙分为两个环形槽；

其中，外筒的内壁上设置有第一滑环，驱动线圈滑动连接于第一滑环；

环形板内具有线孔，线孔内排布有连接第一滑环和转动线圈的导线。

进一步地，驱动腔的尾端安装有第二滑环，线孔内的导线是由第二滑环接入的。

进一步地，外筒上套设有密封端，密封端的端部和外筒体的端部之间设有密封环，密封端上设有套筒，套筒配合在中筒上，转动线圈套设在套筒上。

进一步地，还包括探头，探头滑动安装安装在驱动器内。

进一步地，探头具有阶梯尾端，阶梯尾端的端部安装在中筒上，探头上开有环形凹槽，驱动器具有圆环，圆环滑动配合在环形凹槽上。

进一步地，驱动器还包括连接环，连接环的端面和圆环的外表面之间通过连接杆连接，直齿板的端部设于连接环另一端面，连接环的内设有第二套筒，第二套筒的滑动配合在环形槽内，驱动线圈套设在第二套筒上，第二套筒的端部设有有环形板，环形板的外边缘部设有圆筒体，圆筒体的端部和外筒体之间设有密封环。

进一步地，连接环的端面的端面设有直板，直板和直齿板交替分布在连接环的端面上。

进一步地，直齿板的长度大于空缺段的长度。

一种超声探测装置，具有上述公开的超声探头的驱动装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过驱动器使得探头在驱动腔内沿着驱动腔的轴向方向进行往复运动，以及通过转动器使得探头能够在驱动腔进行转动，即在血管内转动探测血管的内表壁，在导管不移动的情况下对血管段进行探测，转动器、驱动器和探头的连接部件为转动连接件，通过转动连接件将转动器、驱动器和探头关联，导向块滑动配合在两弧形磁板的端部具有间隙中，导向块抵触于连接条，从而保证探头在驱动腔内保持稳定的推移。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为探测头的结构示意图；

图2为探测头的结构示意图；

图3为驱动器、转动器和探头的结构示意图；

图4为驱动器、转动器和探头的结构示意图；

图5为驱动器的结构示意图；

图6为驱动器的结构示意图；

图7为转动器的结构示意图；

图8为转动器的结构示意图；

图9为转动连接件的结构示意图；

图10为定子的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、壳体；2、探头；3、驱动器；4、转动器；5、定子；101、透明段；102、驱动腔；201、环形凹槽；202、阶梯尾端；301、连接环；302、圆环；303、圆筒体；304、直板；305、直齿板；306、驱动线圈；307、第二套筒；308、连接杆；401、转动连接件；402、导向块；403、密封环；404、密封端；405、中筒；406、转动线圈；407、环形板；408、外筒体；409、第二滑环；410、第一滑环；501、磁环段；502、连接条；503、空缺段；504、内螺纹段。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-10所示，本发明为一种超声探头的驱动装置，驱动机械旋转式IVUS探头，包括主要包括壳体1、定子5、驱动器3和转动器4，克体1的前端具有透明段101。

其中，壳体1具有驱动腔102，其中，探头2能够在驱动腔102内往复移动，即在不调整导管的位置时，探头2也能够对一定范围内的血管进行探测，其中，通过转动器4使得探头2能够在驱动腔102进行转动，即在血管内转动探测血管的内表壁，通过驱动器3使得探头2在驱动腔102内沿着驱动腔102的轴向方向进行往复运动，对血管段进行探测。

采用电磁驱动的方式对探头2进行驱动。

驱动腔102内安装有轨架，驱动器3和转动器4内的动作是在轨架内进行的。

具体的，定子5包括由交替布置的磁环段501、空缺段503形成的轨架，，其中，使用永磁体即磁环段51作为定子的仿电磁同步马达。

成排布设的磁环段501通过连接条502连接的，具体的每一磁环段501为四个弧形磁板504围成的，相邻两弧形磁板504的端部具有间隙，相邻两弧形磁板504端部之间的空隙内粘固有连接条502，其中，连接条502的厚度小于弧形磁板504的厚度，空缺段503的长度不大于磁环段501的长度，以上部分形成的轨架安装在驱动腔102中形成并形成电磁驱动的定子5。

其中，磁环段501内具有内螺纹段504，优选的，每一磁环段501中设有两个内螺纹段504，两内螺纹段504的长度小于磁环段501的1/3长度，通过内螺纹段504作为沿驱动腔102径向驱动探头的驱动路径。

通过转动器4使得探头2能够在驱动腔102进行转动，即使得探头能够在血管内转动探测血管的内表壁。

转动器4、驱动器3和探头2的连接部件为转动连接件401，通过转动连接件401将转动器4、驱动器3和探头2联动。

其中，转动连接件401包括中筒405和外筒411，外筒411和中筒405之间设有环形板407，由环形板407将外筒411和中筒405之间的间隙分为两个环形槽，即转动连接件401具有两个相对设置的环形槽，一个环形槽内装设有驱动器3的转动线圈306，另一环形槽内装设有转动器4的驱动线圈406。

具体的：

转动器4的驱动线圈406的布置方式：

外筒411上套设有密封端404，密封端404位端部环板和套筒构成的一整体件，套筒位于环板的内圈边缘处，其中，转动线圈406套设在套筒上，套筒安装在中筒405上，密封端404的端部和外筒体408的端部之间设有密封环403，密封端404上设有套筒。

优选的，环板的外边缘处也具有外套筒，外套筒的外径和壁厚和外筒体的外径和壁厚相同，即在外套筒和外筒体之间设置密封环403，将转动线圈406安装在密封端404、密封环403和转动连接件401形成的腔体内，即使得转动器4整体构成一个筒装结构，增加转动器4的稳定性。

探头2则安装在转动器4的前端。

具体的，探头2具有阶梯尾端202，阶梯尾端202的端部安装在中筒405上。

环形板407内具有线孔，线孔内排布有连转动线圈406的导线，即当转动转动线圈406通电后在定子下转动从而带动探头2一起转动，实现探头2在轨架或导管内移动。

优选的，转动连接件401上外筒体408的表面设有导向块402，其中，驱动器3在控制探头2在驱动腔102内沿着驱动腔102的轴向方向进行往复运动时，导向块402滑动配合在两弧形磁板504的端部具有间隙中，导向块402抵触于连接条502，从而保证探头2在驱动腔102内保持稳定的推移，优选的，导向块402具有两列，每列设有一个导向块402，导向块402和之间连接环301之间为磁环段501的宽。

驱动器3中驱动线圈306固定方式：其中，探头2滑动安装安装在驱动器3内。

驱动线圈306滑动设置在转动连接件另一环形槽内。

另外的，选择两个结构简单的单股线圈组成的双内置马达式血管内超声探头的设计与研制相绕组作为仿马达的转子，即转子线圈，线圈的外径限制在1.5mm以内。通常增加线圈的匝数能够增强定子线圈的磁场。为了提高微型马达的转动力矩，设计多层定子线圈来增加匝数。因此，单股线圈采用3层设计，匝数为60匝。为了产生旋转磁场，两个平面单股线圈需要弯曲卷成圆筒状，沿圆周方向形成90°夹角，即线圈整体沿圆周均匀分布，形成双相绕组线圈。

具体的，探头2上开有环形凹槽201。

驱动器3具有圆环302，圆环302滑动配合在环形凹槽201上，即当驱动器3主要为转动为探头2移动的力而非提供探头2转动的力。

进一步地，驱动器3还包括连接环301，连接环301的端面和圆环302的外表面之间通过连接杆308连接，直齿板305的端部设于连接环301另一端面，连接环301的内设有第二套筒307，第二套筒307的滑动配合在环形槽内，驱动线圈306套设在第二套筒307上，其中圆环302为两个半环体连接而成，另外的，第二套筒307的端部设有有环形板，环形板的外边缘部设有圆筒体301，圆筒体301的端部和外筒体308之间设有密封环403。

外筒411的内壁上设置有第一滑环410，驱动线圈306滑动连接于第一滑环410；环形板407内具有线孔，线孔内排布有连接第一滑环410和转动线圈406的导线，转动线圈406通过第一滑环410，即导电滑环和持续导电。

其中，驱动腔102的尾端安装有第二滑环408，线孔内的导线是由第二滑环408接入的，第二滑环408的另接外部导线，以此供给仿马达的电，优选的，驱动器3进行转动时，正传后进行翻转，以防止第二滑环408接入线孔的导线过度缠绕。

驱动器3上设有至少两个直齿板305，直齿板305配合在轨架内，连接环301的端面的端面设有直板304，直板304和直齿板305交替分布在连接环301的端面上。

优选的，直齿板305和直板304均设有两个，交替并均匀的分布在连接环301的端面上，直齿板305配合在磁环段501内的内螺纹段503上，当驱动线圈306通电，驱动器3转动，通过螺纹啮合迫使驱动器3和转动器4以及探头2整体移动。

进一步地，直齿板305的长度大于空缺段503的长度，保证驱探头2经过一个磁环段501后能够稳定的进入在下一个磁环段501。

一种超声探测装置，具有上述公开的超声探头的驱动装置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种超声探头的驱动装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，壳体(1)具有驱动腔(102)；

定子(5)，定子(5)包括由交替布置的磁环段(501)、空缺段(503)形成的轨架，磁环段(501)为四个弧形磁板(504)围成的，成排设置的磁环段(501)通过连接条(502)连接，磁环段(501)内具有内螺纹段(504)，相邻两弧形磁板(504)端部之间的空隙内设有连接条(502)；

转动器(4)：转动器(4)具有转动连接件(401)，转动连接件(401)具有两个相对设置的环形槽，其中一环形槽内安装有转动线圈(406)；

驱动器(3)，驱动器(3)具有驱动线圈(306)，驱动线圈(306)滑动设置在另一环形槽内，驱动器(3)上设有至少两个直齿板(305)，直齿板(305)配合在轨架内。

2.根据权利要求1所述的一种超声探头的驱动装置，其特征在于，转动连接件(401)包括中筒(405)和外筒(411)，外筒(411)和中筒(405)之间设有环形板(407)，由环形板(407)将外筒(411)和中筒(405)之间的间隙分为两个环形槽；

其中，外筒(411)的内壁上设置有第一滑环(410)，驱动线圈(306)滑动连接于第一滑环(410)；

环形板(407)内具有线孔，线孔内排布有连接第一滑环(410)和转动线圈(406)的导线。

3.根据权利要求2所述的一种超声探头的驱动装置，驱动腔(102)的尾端安装有第二滑环(408)，线孔内的导线是由第二滑环(408)接入的。

4.根据权利要求3所述的一种超声探头的驱动装置，其特征在于，外筒(411)上套设有密封端(404)，密封端(404)的端部和外筒体(408)的端部之间设有密封环(403)，密封端(404)上设有套筒，套筒配合在中筒(405)上，转动线圈(406)套设在套筒上。

5.根据权利要求1-4任意一所述的一种超声探头的驱动装置，其特征在于，还包括探头(2)，探头(2)滑动安装安装在驱动器(3)内。

6.根据权利要求5所述的一种超声探头的驱动装置，其特征在于，探头(2)具有阶梯尾端(202)，阶梯尾端(202)的端部安装在中筒(405)上，探头(2)上开有环形凹槽(201)，驱动器(3)具有圆环(302)，圆环(302)滑动配合在环形凹槽(201)上。

7.根据权利要求1所述的一种超声探头的驱动装置，其特征在于，驱动器(3)还包括连接环(301)，连接环(301)的端面和圆环(302)的外表面之间通过连接杆(308)连接，直齿板(305)的端部设于连接环(301)另一端面，连接环(301)的内设有第二套筒(307)，第二套筒(307)的滑动配合在环形槽内，驱动线圈(306)套设在第二套筒(307)上，第二套筒(307)的端部设有有环形板，环形板的外边缘部设有圆筒体(301)，圆筒体(301)的端部和外筒体(308)之间设有密封环(403)。

8.根据权利要求1所述的一种超声探头的驱动装置，其特征在于，连接环(301)的端面的端面设有直板(304)，直板(304)和直齿板(305)交替分布在连接环(301)的端面上。

9.根据权利要求1所述的一种超声探头的驱动装置，其特征在于，直齿板(305)的长度大于空缺段(503)的长度。

10.一种超声探测装置，其特征在于，具有如权利要求1-9任一所述的超声探头的驱动装置。

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