本文關(guān)鍵詞： 水聽器陣列 沖擊波碎石 回波定位　出處：《中國計(jì)量學(xué)院》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：自1980年以來,沖擊波碎石儀已經(jīng)為世界各地的結(jié)石患者解除了痛苦,但目前的碎石儀對結(jié)石的術(shù)中定位效果不好,容易導(dǎo)致沖擊波打偏,造成治療效果的下降、病人的并發(fā)癥和重復(fù)手術(shù)�，F(xiàn)有的一些定位技術(shù)存在各自的原理性缺陷,提出一種易于實(shí)現(xiàn)和可靠的結(jié)石術(shù)中定位手段對沖擊波碎石術(shù)效率的提升有著現(xiàn)實(shí)的意義。本文在闡述論文研究的背景和意義的基礎(chǔ)上,綜述了接收陣列和沖擊波散射回波的研究現(xiàn)狀,并對課題相關(guān)的聲學(xué)基礎(chǔ)知識和沖擊波領(lǐng)域的相關(guān)知識進(jìn)行了介紹。之后,討論了沖擊波散射回波的定位效用,就單頻聲波在剛性球表面的散射問題進(jìn)行了公式推導(dǎo),給出了在一定參數(shù)下散射聲強(qiáng)的指向性圖,證明了使用散射回波進(jìn)行結(jié)石定位的可行性;對回聲定位理論進(jìn)行了列舉和介紹,并根據(jù)實(shí)際情況選擇了三邊定位算法。搭建了水箱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括水箱及框架、行走機(jī)構(gòu)、控制盒、采集設(shè)備和其它實(shí)驗(yàn)器具,并編寫了相關(guān)實(shí)驗(yàn)所需的LabVIEW程序和PLC程序,解決了若干系統(tǒng)搭建中的技術(shù)難題。設(shè)計(jì)了“環(huán)形水聽器接收性能實(shí)驗(yàn)”以及“水聽器陣列沖擊波散射波接收實(shí)驗(yàn)”,分別證明了環(huán)形陣列接收能力的優(yōu)越性,以及通過辨認(rèn)散射回波的波形特征將水聽器陣列應(yīng)用于結(jié)石定位的可行性。將三邊定位算法應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到了X-Z方向上小于2mm的定位結(jié)果。文章的最后,就定位誤差、定位范圍和定位精度進(jìn)行了討論,總結(jié)了研究工作的成果,指出了本文的一些不足之處,并簡單探討了課題將來的發(fā)展方向和該技術(shù)的應(yīng)用前景。
[Abstract]:Since 1980, shock wave lithotripsy has relieved the pain of stone patients all over the world. Complications of patients and repeated surgeries. Some of the existing localization techniques have their own theoretical defects, An easy and reliable method for locating stones during lithotripsy is put forward, which is of practical significance to the improvement of the efficiency of shock wave lithotripsy. In this paper, the research status of receiving array and shock wave scattering echo is reviewed, and the basic acoustic knowledge and the relevant knowledge in the field of shock wave are introduced. After that, the localization utility of shock wave scattering echo is discussed. The scattering formula of single frequency acoustic wave on rigid sphere surface is deduced, the directivity diagram of scattering sound intensity under certain parameters is given, and the feasibility of using scattering echo to locate stone is proved. The theory of echolocation is listed and introduced, and a trilateral localization algorithm is selected according to the actual situation. The experimental system of water tank is built, including water tank and frame, walking mechanism, control box, acquisition equipment and other experimental instruments. The LabVIEW program and the PLC program are written for the experiment. Some technical problems in the system construction are solved. The "ring hydrophone receiving performance experiment" and "hydrophone array shock wave scattering wave receiving experiment" are designed, respectively, which prove the superiority of the ring array receiving capability. It is feasible to apply hydrophone array to stone location by identifying the waveform characteristics of scattering echo. The triangulation algorithm is applied to experimental data, and the localization results in X-Z direction less than 2mm are obtained. Finally, the location error is discussed. This paper discusses the localization range and positioning accuracy, summarizes the results of the research, points out some shortcomings of this paper, and briefly discusses the future development direction of the subject and the application prospect of the technology.
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH789;TB56

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本文編號：1533692