[发明专利]一种基于医用超声测量的水听器定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用超声设备中超声的检测装置，特别是一种基于医用超声测量的水听器定位装置。

背景技术

水听器又称水下传声器，是把水下声信号转换为电信号的换能器。 其是利用材料的特性以及它与周围环境相互作用产生的种种调制效应，探测液体中压力、声音等信号的仪器。在民用领域，水听器可以通过检测水声信号进行石油勘探、海洋生物监测、海底考察等。在军事领域，水听器作为声纳系统的最前端，承担着探测敌方目标信号的作用。

众所周知，医疗超声是超声学在医疗中的应用。超声的图像清晰和生物效应成了一对矛盾的主体，既要保证安全，又要达到图像清晰和生物效应成了一对矛盾的主体。为了保障安全使用超声设备，行业内提出了医用超声设备所使用超声的安全阈值的问题。为此，必须对医用超声设备的声参数进行评价，确保临床应用中的安全性。

随着超声技术的普及应用，超声波功率测量技术也显得更加重要。超声波功率不能仅依靠理论计算得到，而必须应用工程方法进行精确测定。这样可以更好地对超声波设备进行质量控制，同时帮助应用人员充分了解超声波的声场分布。随着聚焦超声波的技术发展，HIFU在用于临床治疗声功率越来越大，传统的传感器夹具虽采取了回避措施，还是不能满足测量的要求。

随着HIFU技术的大量使用，大部分医用超声设备的测量水箱都要采用吸声措施，故均需要使用水听器对水箱的超声进行检测。超声测量前，均需要对水听器的安装精度（也即水听器的敏感面精度）进行定位，如先通过水听器夹具将水听器固定在测量水箱上，然后在水箱上架一台测量显微镜。然后，同时需要两人配合才可以工作，如需要一人在显微镜内观察显微镜显示的数据或图像，另一人则爬在水箱上对水听器的位置进行调整，使水听器的安装精度满足规定的要求。

2010年8月25日公开的第201010033966.7号中国发明专利，其发明名称为“一种水听器测试装置”，其包括：基础、隔振台、安装于隔振台上的振动台，用于产生振动信号、安装于振动台上方的液柱缸。作为测试的容器，安装于液柱缸上的密封盖，用于对液柱缸进行密封；真空泵，用于使液柱缸内部产生真空状态；高压泵，用于使液柱缸内部产生高压状态；安装于基础上，并与液柱缸、真空泵、高压泵联通的管道，用于控制液柱缸内部的压力状态；安装于管道端部的水听器夹具，用于夹持待测水听器;安装于水听器夹具上的标准水听器，用于测量声压；第一阀，用于控制真空泵与管道的联通状态；以及第二阀，用于控制高压泵与管道的联通状态。上述测试装置，解决了现有水听器测试装置无法进行高压测试和本底噪声测试的问题。

2011年12月14日公开的第201110121836.3号中国发明专利，其发明创造的名称为“水听器指向性测试装置”，其包括安装于下基础上的振动台，用于产生振动信号；安装于振动台上方的液柱缸，作为测试的容器；安装于上基础上的旋转支架，用于夹持和转动待测水听器；其中，所述旋转支架包括支撑杆、安装于支撑杆端部的外环、安装于外环内部的内环，套于内环外部的皮带、安装在支撑杆上的电机和安装于内环上的皮筋。

上述测试装置，可以使用振动台和液柱缸，通过电机来实现水听器指向性的测试。这是降低水听器的测试成本、推广水听器的研究领域所必需解决的重要技术问题。解决水听器指向性测试中体积大、成本高昂、误差较大的问题。

上述测试装置，给出了水听器固定的一种方式。但上述用于水听器固定的水听器夹具（也即旋转支架），离声场近，易产生干扰，如果用来检测超声，将使测试结果不够准确，可靠度不高。另外，皮筋的固定方式，固定不够稳固；还有一个重要的原因，水听器的敏感面的定位未提及。

由于水听器的安装精度对测量至关重要，一般水听器的安装精度要求在1毫米以内，该1毫米的安装精度，一般需要初次安装定位、二次安装定位、三次安装定位或多次安装定位、寻找，才能基本达到所需要的要求。

目前，现有的水听器的安装定位，存在着如下的不足：

1. 水听器的初次安装定位需要完全依靠操作技术人员的经验或操作技能，对操作技术人员的要求高，可控性差，经常会出现初次定位与目标值差距太大的现象，从而导致安装定位次数增加，或找不着目标值的现象。

2. 显微镜对水听器进行二次安装定位或多次安装定位时，同时需要两人配合才可以工作。该定位方式，也存在着如下不足：

a. 显微镜寻找水听器敏感面的过程，操作十分繁琐，需要多次不断的调整，劳动强度大，定位时间长，工作效率低下。