具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种小动物脑部磁声成像装置的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种小动物脑部磁声成像装置的部分结构的结构框图。结合图1和图2，本实施例可适用于对生物组织进行成像研究等情况，该小动物脑部磁声成像装置包括：旋转平台10、固定组件20、多个激光扫描雷达30、信号激励模块40、信号采集模块50和信号处理模块60。

其中，旋转平台10的侧边设置有多个支架11；固定组件20设置在旋转平台10，用于固定待测物，固定在固定组件20的待测物位于稳定的磁场中；多个激光扫描雷达30固定在支架11和固定组件20，用于对待测物进行扫描，以确定待测物的目标部位；信号激励模块40设置在固定组件20，用于向待测物的目标部位发出电信号；信号采集模块50位于固定组件20的上方并与支架11连接，用于采集待测物的目标部位由电信号激发出的磁声信号，激光扫描雷达30还用于测量待测物与信号采集模块50之间的距离；信号处理模块60与激光扫描雷达30通信连接，与信号激励模块40以及信号采集模块50电连接，用于接收磁声信号和距离，并根据距离对磁声信号进行处理，以得到待测物的磁声成像。

具体的，待测物可以是小鼠等小动物，固定组件20可固定小动物的头部，通常情况下，小动物脑部磁声成像装置是完成对小鼠等小动物的头部的磁声成像。激光扫描雷达30也可以是激光雷达测距传感器，可测量待测物与信号采集模块50之间的距离，减小测量误差。支架11是可移动的，支架11上可设置有磁铁如静磁铁，使得待测物位于稳定的磁场中，以在待测物受到电信号激励时激发出磁声信号。待测物固定在固定组件20，当需要获得待测物的磁声成像时，激光扫描雷达30可对待测物进行扫描并测量待测物与信号采集模块50之间的距离，各激光扫描雷达30所在位置不同，不同位置的激光扫描雷达30扫描的结果也不同，信号处理模块60可集成在上位机，上位机根据各激光扫描雷达30的扫描结果完成待测物如小鼠的头部扫描建模，以确定激励位点即目标部位。通过信号激励模块40向待测物的目标部位发出电信号如低频电流信号，由于待测物处于稳定的磁场中，电流在磁场中受到洛伦兹力，会使待测物的目标部位由电信号激发出磁声信号。位于固定组件20上方的信号采集模块50采集磁声信号，由于低频磁声信号在空气中有衰减，衰减程度与待测物与信号采集模块50之间的距离有关，因此，可由信号处理模块60根据待测物与信号采集模块50之间的距离确定衰减的程度，信号处理模块60接收磁声信号和距离，并根据距离确定磁声信号衰减前的原信号，对原信号做进一步处理，以得到待测物的二维磁声成像。

本实施例提供的小动物脑部磁声成像装置，包括旋转平台、多个激光扫描雷达、信号激励模块、信号采集模块和信号处理模块，旋转平台的侧边设置有多个支架；固定组件，设置在旋转平台，用于固定待测物；多个激光扫描雷达固定在支架和固定组件，用于对待测物进行扫描，以确定待测物的目标部位；信号激励模块设置在固定组件，用于向待测物的目标部位发出电信号；信号采集模块位于固定组件的上方并与支架连接，用于采集待测物的目标部位由电信号激发出的磁声信号，待测物位于稳定的磁场中；信号处理模块与激光扫描雷达、信号激励模块以及信号采集模块电连接，用于接收磁声信号并对磁声信号进行处理，以得到待测物的磁声成像。本实施例提供的小动物脑部磁声成像装置，通过多个激光扫描雷达对待测物进行扫描并可测量待测物与信号采集模块之间的距离，测量误差较小，测量结果可靠，在信号激励模块发出的电信号为低频信号时，可根据测量的距离确定低频信号在空气中的衰减程度，衰减程度与距离有关，从而可确定低频信号衰减前的大小，解决低频信号在空气中衰减而导致成像效果差的问题，从而提高磁声成像效果。

可选的，上述小动物脑部磁声成像装置还包括静磁铁(图中未示出)，静磁铁位于支架11，用于产生磁场，以使待测物的目标部位由电信号激发出磁声信号。

其中，静磁铁可产生稳定的磁场，使得待测物位于稳定的磁场中，信号激励模块向待测物的目标部位发出的电信号如电流信号在磁场中会受到洛伦兹力，使得待测物的目标部位由电信号激发出磁声信号，从而可使信号采集模块采集到磁声信号，以根据磁声信号实现磁声成像。

图3是本发明实施例提供的另一种小动物脑部磁声成像装置的部分结构的结构框图，参考3，可选的，上述小动物脑部磁声成像装置还包括控制器70和驱动电机80，信号处理模块60集成在控制器70，驱动电机80与控制器70以及信号激励模块40电连接，控制器70用于根据目标部位，控制驱动电机80带动信号激励模块40移动至目标部位。

其中，控制器70可集成在上位机，控制器70可根据激励位点即目标部位，控制驱动电机80带动支架11移动来带动信号激励模块40移动至激励位点，从而可使信号激励模块40向激励位点发出电信号。上述小动物脑部磁声成像装置还可包括机械臂，信号激励模块40可位于机械臂，驱动电机80可以通过驱动机械臂带动信号激励模块40至激励位点，具体实现方式可根据实际情况设定，在此不做限定。

并且，驱动电机80可以是多个，不同的驱动电机80用于驱动不同部件。小动物脑部磁声成像装置还可包括颅骨钻，其中一个驱动电机80用于驱动颅骨钻的移动。以待测物以小鼠为例，当小鼠的目标部位在小鼠头部的颅骨内时，控制器70控制相应的驱动电机80驱动颅骨钻，通过颅骨钻完成对小鼠头部的颅骨研磨，以使确定目标部位的具体位置。其中，目标部位可以是多个，以便对小鼠头部的不同位置进行激励，有利于对比不同激励位置的激励结果。

可选的，控制器70还与激光扫描雷达30通信连接，控制器70用于接收激光扫描雷达30的扫描结果，并根据扫描结果确定目标部位。

具体的，结合图1和图3，各激光扫描雷达30的扫描结果均可传输至控制器70，控制器70根据扫描结果完成对待测物如小鼠的头部扫描建模，以确定小鼠头部的激励位点即目标部位。扫描建模的具体实现方式可参照现有的扫描建模技术，在此不再赘述。

可选的，信号激励模块40包括插针电极，驱动电机80与插针电极电连接，控制器70用于控制驱动电机80带动插针电极移动至目标部位。

其中，信号激励模块40可以是激励信号输出电极，插针电极在对待测物进行电信号激励时，是常用的一种电极，可便于向待测物的目标部位发出电信号，结合图1和图3，只需控制器70控制驱动电机80带动插针电极插至待测物的目标部位，即可实现对目标部位的信号激励，实现简单易操作。

图4是本发明实施例提供的一种小动物脑部磁声成像装置的部分结构的示意图，参考4，可选的，信号采集模块50包括检测电极51，检测电极51与信号处理模块60电连接，检测电极51用于检测电信号。

其中，检测电极51的位置如图4所示，检测电极51检测的电信号可传输至信号处理模块60，信号处理模块60可根据电信号做相应的分析研究。检测电极51也可以是插针式电极，检测电极51检测的电信号与磁声信号的采集位置相同。

并且，图4中示出了一个位于固定组件20上方的激光扫描雷达30，图1中示出了两个位于支架11的激光扫描雷达30，各激光扫描雷达30扫描待测物的位置不同，如通过图1和图4所示的设置在不同位置的激光扫描雷达30，可实现对待测物如小鼠的头部不同位置以及方向的扫描，以完成三维建模。

可选的，信号采集模块50包括声探头52，声探头52与信号处理模块60电连接。

具体的，参考图4，声探头52可采集待测物的目标部位激发出的磁声信号，声探头52是利用材料的压电效应实现电能、声能转换的换能器。声探头52中可设置有晶片，晶片是具有压电效应的单晶或者多晶体薄片，可将电能和声能互相转换，并且采用声探头52采集信号的方式简单易操作，也可减少小动物脑部磁声成像装置的复杂度。

另外，对于小动物脑部磁声成像装置，空间坐标系X-Y-Z如图1所示。小动物脑部磁声成像装置还可包括测距模块，信号采集模块50的检测电极51、声探头52以及测距模块集成在Z轴旋转平台12上，以完成声探头52的下探、转换和平移，通过测距模块测量声探头52与待测物的距离，并通过一个驱动电机80调整声探头52的位置和检测电极51的位置，保证声探头52在不同方向上与待测物的距离相同，尽量同步声信号的衰减，同时保证声信号和电信号的采集位置相同。其中，测距模块可以是激光雷达测距传感器，即如图4所示的激光扫描雷达30，使用激光雷达测距传感器测量待测物与声探头52的距离，如通过激光雷达测距传感器测量待测物的位置和声探头52的位置，可根据待测物和声探头52两者的位置确定两者的距离，能够尽量减小测量误差。

在一种实施方式中，图5是本发明实施例提供的一种控制器对驱动电机和声探头进行控制的流程图，参考图3、图4和图5，控制器70对驱动电机80、声探头52以及检测电极51的控制过程具体包括如下步骤：

步骤一：获取激光扫描雷达在x、y方向的扫描范围和扫描间隔。

其中，x、y方向即如图1所示的坐标系中的x方向和y方向，坐标系的原点可根据实际情况具体设定，在此不做限定。

步骤二：判断驱动电机在x方向是否完成n步；如果是，执行步骤十四；如果否，执行步骤三。

步骤三：控制驱动电机在x方向前进n。

步骤四：判断驱动电机在y方向是否完成m步；如果是，执行步骤十二；如果否，执行步骤五。

其中，驱动电机的步长以及m和n的具体数值可根据实际情况具体设定，在此不做限定。

步骤五：控制驱动电机在y方向前进m。

步骤六：获取测距传感器测量的声探头在z方向的高度。

步骤七：控制驱动电机带动声探头移动至高度h1处并带动检测电极移动至高度h2处，并获取声探头的采集数据。

步骤八：控制声探头在高度h1处旋转90度并向下移动高度h1，并获取声探头的采集数据。

步骤九：控制声探头在高度h1处向上移动高度h1并旋转90度，并获取声探头的采集数据。

步骤十：控制声探头在高度h1处向下移动高度h2，并获取声探头的采集数据。

步骤十：控制声探头在高度h1处向上移动高度h2并旋转180度，并获取声探头的采集数据。

步骤十一：m＝m+1。

其中，控制器控制电机的步长加1，并返回步骤四。

步骤十二：控制驱动电机在y方向返回m步。

步骤十三：n＝n+1。

其中，控制器控制电机的步长加1，并返回步骤二。

步骤十四：控制驱动电机在x方向返回n步。

图6是本发明实施例提供的另一种小动物脑部磁声成像装置的部分结构的示意图，参考6，可选的，还包括麻醉组件90，麻醉组件90设置在固定组件20，用于为待测物提供麻醉剂。

其中，麻醉组件90可与控制器70电连接，可实现自动为待测物如小鼠注射麻醉剂，使小鼠处于麻醉状态，防止小鼠在清醒状态下表现出的各种反应影响磁声成像的效果。

可选的，麻醉组件90包括麻醉剂存储容器91和麻醉剂泵92，麻醉剂泵连通麻醉剂存储容器，麻醉剂泵用于为待测物定时注射麻醉剂。

具体的，参考图6，麻醉剂存储于麻醉剂存储容器91，麻醉剂注射器即麻醉剂泵92可为待测物定时注射麻醉剂。如驱动电机80为多个，不同的驱动电机80用于驱动不同部件，其中一个驱动电机80可驱动麻醉剂泵92向待测物注射麻醉剂，控制器70可定时控制驱动电机80，从而可实现麻醉剂的定时注射，即每隔一段时间麻醉剂泵92会向待测物注射麻醉剂，以保证麻醉效果。

可选的，固定组件20包括固定台21和多个固定部22，待测物位于固定台21，多个固定部22用于固定待测物的不同部位。

具体的，图7是本发明实施例提供的又一种小动物脑部磁声成像装置的部分结构的示意图，参考图6和图7，以待测物为小鼠为例，多个固定部22可包括小鼠的牙齿固定部、颈部固定部和耳部固定部，以通过多个固定部22固定小鼠的头部，便于对小鼠头部进行扫描并完成磁声成像。

本实施例提供的小动物脑部磁声成像装置，通过多个激光扫描雷达对待测物进行扫描并可测量待测物与信号采集模块之间的距离，测量误差较小，测量结果可靠，在信号激励模块发出的电信号为低频信号时，可根据测量的距离确定低频信号在空气中的衰减程度，衰减程度与距离有关，从而可确定低频信号衰减前的大小，解决低频信号在空气中衰减而导致成像效果差的问题，从而提高磁声成像效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。