一種用于高頻超聲探頭的掃描電機及控制系統

鄒艷榮，鄭 政

(上海理工大學 醫療器械與食品學院，上海200093)

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一種用于高頻超聲探頭的掃描電機及控制系統

鄒艷榮，鄭 政

(上海理工大學 醫療器械與食品學院，上海200093)

對于以體表器官為主要應用對象的甚高頻超聲來說，扇掃方式下超聲對組織的入射角在整個成像平面上分布極不均勻，會導致圖像邊緣部分的成像質量嚴重下降問題。文中提出了一種側面輸出的音圈電機及其伺服控制系統，用于高頻超聲探頭的線性掃描。伺服系統采用STM32F103作為主控芯片，光電編碼器作為位置傳感器，同時使用PD算法對驅動電壓進行PWM調節。系統仿真和實驗選擇了適當的控制參數，實驗結果表明，該電機及其控制系統具有結構簡單、精度高的優點，符合超聲成像的要求。

音圈電機；伺服控制；高頻超聲；線性掃描

ZOU Yanrong, ZHENG Zheng

(School of Medical Instrument and Food Engineering, University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093, China)

甚高頻超聲成像廣泛用于人體的淺表組織檢查，比如眼、皮膚等。由于換能器技術的限制，探頭以單晶片聚焦換能器機械掃描方式為主。常用的機械掃描方式是機械扇掃，具有結構簡單可靠、聲窗尺寸小的優點。但對于以體表器官為主要應用對象的甚高頻超聲來說，扇掃方式下超聲對組織的入射角在整個成像平面上分布極不均勻，導致圖像邊緣部分的成像質量嚴重下降，在眼球這樣的球器官中這一問題尤其突出。線性掃描是解決這一問題的有效方法。

文獻[1]提出用齒輪齒條將直流電機的圓周運動轉換成直線運動來實現線性掃描，該方法結構簡單、電機傳動力大、承載能力強、材料獲取容易，但是由于需要利用機械結構進行運動變換，所以振動和噪聲較大，長時間使用產生的磨損還會導致傳動間隙增加從而導致較大的掃描誤差。……