CN104856675B - 用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置及方法，装置包括有在底座上通过沿底座上端面的四周依次设置的左边框、后挡板、右边框和前档板形成有用于制备仿体样本的仿体样本空间，左边框和右边框固定连接在底座上，前档板和后挡板为能够拆卸的设置在所述底座上，且前档板和后挡板的两端对应的嵌入在所述左边框和右边框内，左边框和右边框的内侧分别对应的嵌入有对仿体样本施加激励或检测仿体样本上电压响应的左电极和右电极。方法如当制备矩形单层仿体样本时，首先安装前档板和后挡板，将加热好的样本液体倒入仿体样本空间，待冷却凝固后，拆除前档板和后挡板，制备完成，本发明能够获得不同的仿体样本，从而实现磁声耦合信号检测实验的建模。

Description

用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置及方法

技术领域

本发明涉及一种仿体制备装置。特别是涉及一种用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置及方法。

背景技术

生物组织电特性信息有助于了解组织电生理特性，从而为疾病的早期诊断提供依据。磁声成像方法是新型的生物组织电特性成像方法，克服了传统电阻抗技术成像空间分辨率不高的缺点，具有电阻抗成像的功能参数高对比度与超声成像高空间分辨率的优点，目前已经成为功能成像领域一个新的研究热点。

磁声耦合成像的基本原理是，对置于稳恒磁场中的介质仿体，通过电极对介质仿体注入电流，电流在稳恒磁场中受到洛仑兹力的作用，仿体中带电粒子位移产生同频振动形成声波，在介质仿体外部用声换能器即可检测到声波响应。

目前磁声成像正处于实验室研究阶段，由于其涉及电、磁、力学等多学科交叉，尚有很多问题有待解决。其中、对于不同几何形状和电导率分布的磁声信号特性的研究，是磁声成像中重要的研究内容。而制备不同形状和电导率分布的仿体样本是进行相关实验检测，验证仿真和理论结果的重要手段，而目前对于电极注入和超声激励模式的不同形状几何样本仿体制备多通过烧杯注模，或冷却凝固后手工进行加工，样本精度较低；实验中样本在耦合液中易移动，且电极不易固定于样本表面，接触位置不均匀，从而引起较大实验误差。故设计用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，对于建立较为精确的实验样本仿体对于提高实验精度，验证相关理论具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可用于制备多种形状磁声检测实验样本，从而提高实验仿体制备精度和实验检测误差的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：一种用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，包括有底座，所述的底座上通过沿底座上端面的四周依次设置的左边框、后挡板、右边框和前档板形成有用于制备仿体样本的仿体样本空间，其中，所述的左边框和右边框固定连接在所述的底座上，所述的前档板和后挡板为能够拆卸的设置在所述底座上，且前档板和后挡板的两端对应的嵌入在所述左边框和右边框内，所述的左边框和右边框的内侧分别对应的嵌入有对仿体样本施加激励或检测仿体样本上电压响应的左电极和右电极。

所述的左边框、右边框、前档板和后挡板分别各设置有1个以上，当所述的左边框、右边框、前档板和后挡板分别各设置有2个以上时，均为堆叠放置。

所述的仿体样本空间内底部设置有用于实现不同厚度仿体样本的制备与实验的内部底板。

所述的仿体样本空间内还设置有用于制备圆形仿体样本的前半弧框和后半弧框，其中，所述的前半弧框与所述的前档板相邻设置，所述的后半弧框与所述的后挡板相邻设置。

所述的仿体样本空间内还设置有用于制备两种不同材料仿体样本的中心快。

所述的中心快为矩形块或圆柱形块。

所述的左边框和右边框结构相同均包括有：位于两端的用于嵌入所述前档板和后挡板两端的***槽，位于中部的用于嵌入所述左电极或右电极的电极安放槽。

所述的前档板和后挡板结构相同，均在两端分别各形成有向外凸出的能够嵌入到左边框或右边框中的***槽内的凸起。

底座、左边框、右边框、前档板、后挡板、内部底板以及中心块是由有机玻璃板制成，所述左电极和右电极是由石墨块制成。

一种用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置的使用方法，当制备矩形单层仿体样本时，首先安装前档板和后挡板，将加热好的样本液体倒入仿体样本空间，待冷却凝固后，拆除前档板和后挡板，制备完成；

当制备两种不同材料仿体样本时，首先安装前档板和后挡板，在仿体样本空间中放上中心快，所述中心快的位置是根据实验需要进行放置，再注入加热后的样本液体，待样本液体冷却凝固后取出中心快，在中心快留下的空缺处倒入第二种液体，待冷却凝固后，拆除前档板和后挡板，制备完成；

当制备厚度小于左边框和右边框的仿体样本时，在仿体样本空间内垫入内部底板，再安装前档板和后挡板，将加热好的样本液体倒入仿体样本空间，待冷却凝固后，拆除前档板和后挡板，制备完成；

当制备厚度大于左边框和右边框的仿体样本时，根据仿体样本的厚度采用2个以上的左边框、右边框、前档板和后挡板对应堆叠粘接，制备仿体样本时，将堆叠的前档板和后挡板对应的***到堆叠的左边框和右边框的***槽中，将加热好的样本液体倒入仿体样本空间，待冷却凝固后，拆除堆叠的前档板和后挡板，制备完成；

当制备圆弧形仿体样本时，先安装前档板和后挡板，再安装前半弧框，后半弧框，向仿体样本空间注入加热后的样本液体，凝固后，拆除前档板、后挡板、前半弧框和后半弧框，制备完成。

本发明的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置及方法，通过设计由不同功能组件组成的仿体制备装置，可用于制备多种形状磁声检测实验样本，且易于固定电极，从而提高实验仿体制备精度和实验检测误差。本发明能够获得不同的仿体样本，从而实现磁声耦合信号检测实验的建模，为理论仿真验证提供依据。

附图说明

图1是本发明用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置的整体结构示意图；

图2是本发明用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置的分解结构示意图；

图3是本发明中内部底板的结构示意图；

图4是本发明中前半弧框和后半弧框的结构示意图；

图5是本发明中中心块第一实施例的结构示意图；

图6是本发明中中心块第二实施例的结构示意图；

图7是本发明中左边框和右边框的结构示意图；

图8是本发明中前档板和后挡板的结构示意图；

图9是本发明中左电极和右电极的结构示意图。

图中

1：底座 2：左边框

3：右边框 4：左电极

5：右电极 6：前档板

7：后挡板 8：内部底板

9：前半弧框 10：后半弧框

11：中心块 12：仿体样本空间

13：***槽 14：电极安放槽

15：凸起

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置及方法做出详细说明。

如图1所示，本发明的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，包括有底座1，其作用是作为装置的整体支撑，固定其他部件。所述的底座1上通过沿底座1上端面的四周依次设置的左边框2、后挡板7、右边框3和前档板6形成有用于制备仿体样本的仿体样本空间12，其中，所述的左边框2和右边框3固定连接在所述的底座1上，所述的前档板6和后挡板7为能够拆卸的设置在所述底座1上，且前档板6和后挡板7的两端对应的嵌入在所述左边框2和右边框3内，所述的左边框2和右边框3的内侧分别对应的嵌入有对仿体样本施加激励或检测仿体样本上电压响应的左电极4和右电极5。

所述的左边框2、右边框3、前档板6和后挡板7分别各设置有1个以上，当所述的左边框2、右边框3、前档板6和后挡板7分别各设置有2个以上时，均为堆叠放置。

所述的仿体样本空间12内底部设置有如图2所示的用于实现不同厚度仿体样本的制备与实验的内部底板8。

所述的仿体样本空间12内还设置有用于制备圆形仿体样本的前半弧框9和后半弧框10，其中，所述的前半弧框9与所述的前档板6相邻设置，所述的后半弧框10与所述的后挡板7相邻设置所述的前半弧框9和后半弧框10的结构如图3所示。

所述的仿体样本空间12内还设置有用于制备两种不同材料仿体样本的中心快11。

如图4所示，所述的中心快11为矩形块。或如图5所示所述的中心快11为圆柱形块。

所述左边框2和右边框3通过胶水与底座1固定连接，作用是固定左电极4、和右电极5电极、前档板6和后挡板7。如图6所示，所述的左边框2和右边框3结构相同均包括有：位于两端的用于嵌入所述前档板6和后挡板7两端的***槽13，位于中部的用于嵌入所述左电极4或右电极5的电极安放槽14。所述的左电极4和右电极5分别通过胶水与底座1相固定的嵌入在所述左边框2和右边框3的电极安放槽14内。电极如需连入电路，可使用粘性导电铜箔链接电极与电路。

如图7所示，所述的前档板6和后挡板7结构相同，均在两端分别各形成有向外凸出的能够嵌入到左边框2或右边框3中的***槽13内的凸起15。

底座1、左边框2、右边框3、前档板6、后挡板7、内部底板8以及中心块9是由有机玻璃板制成，有机玻璃板厚度可根据实验具体需要确定。所述左电极4和右电极5是由石墨块制成。

本发明的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置的使用方法，其中所制备的仿体样本包括有矩形单层仿体样本、多种材料层仿体样本、厚度小于左边框和右边框的仿体样本、厚度大于左边框和右边框的仿体样本、圆弧形仿体样本。其中：

当制备矩形单层仿体样本时，首先安装前档板6和后挡板7，将加热好的样本液体倒入仿体样本空间12，待冷却凝固后，拆除前档板6和后挡板7，制备完成；

当制备两种不同材料仿体样本时，首先安装前档板6和后挡板7，在仿体样本空间12中放上中心快11，所述中心快11的位置是根据实验需要进行放置，再注入加热后的样本液体，待样本液体冷却凝固后取出中心快11，在中心快11留下的空缺处倒入第二种液体，待冷却凝固后，拆除前档板6和后挡板7，制备完成；

当制备厚度小于左边框2和右边框3的仿体样本时，在仿体样本空间12内垫入内部底板8，再安装前档板6和后挡板7，将加热好的样本液体倒入仿体样本空间12，待冷却凝固后，拆除前档板6和后挡板7，制备完成；

当制备厚度大于左边框2和右边框3的仿体样本时，根据仿体样本的厚度采用2个以上的左边框2、右边框3、前档板6和后挡板7对应堆叠粘接，制备仿体样本时，将堆叠的前档板6和后挡板7对应的***到堆叠的左边框2和右边框3的***槽13中，将加热好的样本液体倒入仿体样本空间12，待冷却凝固后，拆除堆叠的前档板6和后挡板7，制备完成；

当制备圆弧形仿体样本时，先安装前档板6和后挡板7，再安装前半弧框9，后半弧框10，向仿体样本空间12注入加热后的样本液体，凝固后，拆除前档板6、后挡板7、前半弧框9和后半弧框10，制备完成。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，包括有底座（1），其特征在于，所述的底座（1）上通过沿底座（1）上端面的四周依次设置的左边框（2）、后挡板（7）、右边框（3）和前档板（6）形成有用于制备仿体样本的仿体样本空间（12），其中，所述的左边框（2）和右边框（3）固定连接在所述的底座（1）上，所述的前档板（6）和后挡板（7）为能够拆卸的设置在所述底座（1）上，且前档板（6）和后挡板（7）的两端对应的嵌入在所述左边框（2）和右边框（3）内，所述的左边框（2）和右边框（3）的内侧分别对应的嵌入有对仿体样本施加激励或检测仿体样本上电压响应的左电极（4）和右电极（5）。

2.根据权利要求1所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，其特征在于，所述的左边框（2）、右边框（3）、前档板（6）和后挡板（7）分别各设置有1个以上，当所述的左边框（2）、右边框（3）、前档板（6）和后挡板（7）分别各设置有2个以上时，均为堆叠放置。

3.根据权利要求1所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，其特征在于，所述的仿体样本空间（12）内底部设置有用于实现不同厚度仿体样本的制备与实验的内部底板（8）。

4.根据权利要求1所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，其特征在于，所述的仿体样本空间（12）内还设置有用于制备圆形仿体样本的前半弧框（9）和后半弧框（10），其中，所述的前半弧框（9）与所述的前档板（6）相邻设置，所述的后半弧框（10）与所述的后挡板（7）相邻设置。

5.根据权利要求1所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，其特征在于，所述的仿体样本空间（12）内还设置有用于制备两种不同材料仿体样本的中心块（11）。

6.根据权利要求5所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，其特征在于，所述的中心块（11）为矩形块或圆柱形块。

7.根据权利要求1所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，其特征在于，所述的左边框（2）和右边框（3）结构相同均包括有：位于两端的用于嵌入所述前档板（6）和后挡板（7）两端的***槽（13），位于中部的用于嵌入所述左电极（4）或右电极（5）的电极安放槽（14）。

8.根据权利要求1所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，其特征在于，所述的前档板（6）和后挡板（7）结构相同，均在两端分别各形成有向外凸出的能够嵌入到左边框（2）或右边框（3）中的***槽（13）内的凸起（15）。

9.根据权利要求1所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置，其特征在于，底座（1）、左边框（2）、右边框（3）、前档板（6）、后挡板（7）、内部底板（8）以及中心块（9）是由有机玻璃板制成，所述左电极（4）和右电极（5）是由石墨块制成。

10.一种权利要求1－9所述的用于磁声耦合信号检测实验的仿体制备装置的使用方法，其特征在于，

当制备矩形单层仿体样本时，首先安装前档板（6）和后挡板（7），将加热好的样本液体倒入仿体样本空间（12），待冷却凝固后，拆除前档板（6）和后挡板（7），制备完成；

当制备两种不同材料仿体样本时，首先安装前档板（6）和后挡板（7），在仿体样本空间（12）中放上中心块（11），所述中心块（11）的位置是根据实验需要进行放置，再注入加热后的样本液体，待样本液体冷却凝固后取出中心块（11），在中心块（11）留下的空缺处倒入第二种液体，待冷却凝固后，拆除前档板（6）和后挡板（7），制备完成；

当制备厚度小于左边框（2）和右边框（3）的仿体样本时，在仿体样本空间（12）内垫入内部底板（8），再安装前档板（6）和后挡板（7），将加热好的样本液体倒入仿体样本空间（12），待冷却凝固后，拆除前档板（6）和后挡板（7），制备完成；

当制备厚度大于左边框（2）和右边框（3）的仿体样本时，根据仿体样本的厚度采用2个以上的左边框（2）、右边框（3）、前档板（6）和后挡板（7）对应堆叠粘接，制备仿体样本时，将堆叠的前档板（6）和后挡板（7）对应的***到堆叠的左边框（2）和右边框（3）的***槽（13）中，将加热好的样本液体倒入仿体样本空间（12），待冷却凝固后，拆除堆叠的前档板（6）和后挡板（7），制备完成；

当制备圆弧形仿体样本时，先安装前档板（6）和后挡板（7），再安装前半弧框（9），后半弧框（10），向仿体样本空间（12）注入加热后的样本液体，凝固后，拆除前档板（6）、后挡板（7）、前半弧框（9）和后半弧框（10），制备完成。