[发明专利]一种超声扫描显微成像装置及方法

权利要求书

1.一种超声扫描显微成像装置，其特征在于，包括水槽，横跨在水槽上方的载物台，位于载物台与水槽之间的成像机构以及存储有超声介质的存储箱，所述载物台的载物面设有上下贯通的成像孔，所述成像机构包括从载物台下方伸入成像孔内的超声探头，往成像孔内提供超声介质的喷水单元，以及用于调节超声探头与成像孔相对位置的位移单元，所述喷水单元包括位于载物台下方、与存储箱连通的喷嘴，以及为喷嘴喷出超声介质提供驱动力的水泵。

2.根据权利要求1所述的超声扫描显微成像装置，其特征在于，所述载物台还包括用于调节载物台水平位置的第一固定支架和第二固定支架，所述第一固定支架的中心位置设有第一调节螺栓，所述第二固定支架的中心两侧分别设有第二调节螺栓与第三调节螺栓。

3.根据权利要求2所述的超声扫描显微成像装置，其特征在于，所述第一调节螺栓与第二、第三调节螺栓的平面分布连接图为等腰三角形。

4.根据权利要求2所述的超声扫描显微成像装置，其特征在于，所述载物台还配有用于调节第一调节螺栓，第二调节螺栓以及第三调节螺栓的旋转电机。

5.根据权利要求1所述的超声扫描显微成像装置，其特征在于，所述成像孔为由上至下的台阶式通孔，所述台阶式通孔带有与上端口配合固定样品的压紧盖和与下端口配合使用的密封圈。

6.根据权利要求5所述的超声扫描显微成像装置，其特征在于，所述压紧盖带有压力传感器。

7.根据权利要求1所述的超声扫描显微成像装置，其特征在于，所述水槽底部还设有带有滤网的排水口，所述排水口与存储箱连通。

8.根据权利要求1所述的超声扫描显微成像装置，其特征在于，所述位移单元包括X轴方向，Y轴方向以及Z轴方向的线性滑动组，与所述线性滑动组配合使用的夹具臂，所述夹具臂用于夹持固定超声探头和喷嘴。

9.一种超声扫描显微成像方法，通过如权利要求1～8任一项所述的超声扫描显微成像装置实现，其特征在于，包括：

步骤1、将样品放置在载物台的台阶式通孔位置，通过压紧盖将样品固定，当压力传感器反馈的压力达到阈值后完成固定工作；

步骤2、将超声探头和喷嘴固定在夹具臂上，通过控制线性滑动组完成超声探头与样品之间的对焦工作；

步骤3、将完成对焦后的超声探头位置设为扫描原点，通过控制线性滑动组使超声探头沿X、Y轴水平方向与Z轴竖直方向分别采集对应的信号，并根据采集获得的信号利用旋转电机逐一调节载物台三处的调节螺栓高度，完成样品与超声探头的水平校准工作；

步骤4、锁定旋转电机参数，并调节Z轴方向的线性滑动组使得超声探头的超声覆盖范围涵盖整个台阶式通孔；

步骤5、开始正式扫描：放置待测样品，通过压紧盖进行固定后激活喷嘴往台阶式通孔内提供传递超声的介质，再开启超声探头进行信号采集，完成扫描后关闭喷嘴并松开压紧盖后替换一下个待测样品；

步骤6、收集采集获得的信号，通过外接的计算机生成可视化图像输出。

10.根据权利要求9所述的超声扫描显微成像方法，其特征在于，在步骤3中，所述水平校正工作具体如下：

设定扫描初始位置为O，水平方向的终点位置为H，竖直方向的终点为G，直线OH与水平线的水平夹角为θ₁，直线OH与竖直线的竖直夹角为θ₂；

步骤3-1、根据第一调节螺栓和第二、第三调节螺栓连接线的垂直距离，与水平夹角θ₁，采用第一反正切函数计算获得旋转电机的第一转动螺距；

步骤3-2、根据第二调节螺栓和第三调节螺栓的连接线长度，与竖直夹角θ₂，采用第二反正切函数计算获得旋转电机的第二转动螺距；

步骤3-3、根据步骤3-1获得的第一转动螺距，控制第一调节螺栓对应的旋转电机工作；

根据步骤3-2获得的第二转动螺距，分别控制第二调节螺栓和第三调节螺栓对应的旋转电机工作，其中第二调节螺栓的调节方向与第三调节螺栓相反。