心血管疾病作為人類健康的三大“殺手”之一,是目前死亡率最高的疾病。而冠心病即冠狀動(dòng)脈粥樣硬化是常見(jiàn)的心血管疾病之一。冠心病的主要發(fā)病原因是由于易損性斑塊的破裂造成的,因此盡早地對(duì)其做出檢測(cè)是預(yù)防和治療的重要手段。目前臨床上常用的介入式檢測(cè)手段為血管內(nèi)超聲即IVUS。但是由于血管內(nèi)超聲探頭存在不均勻旋轉(zhuǎn)偽像,使得成像質(zhì)量下降,增加了疾病診斷的難度。不均勻旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象是由于外部驅(qū)動(dòng)通過(guò)柔性軸在進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)與管壁發(fā)生摩擦而導(dǎo)致的。為解決這一問(wèn)題,本論文研究了一種微型壓電馬達(dá),將其置于血管內(nèi)超聲探頭的前端直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng),可以從原理上避免不均勻旋轉(zhuǎn)的產(chǎn)生。選用直徑1mm的壓電陶瓷管作為電機(jī)的主體部分設(shè)計(jì)電機(jī)模型,利用com-sol 對(duì)其進(jìn)行有限元的仿真,分析壓電陶瓷管的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性,研究陶瓷管的長(zhǎng)度、厚度等參數(shù)對(duì)其性能的影響,從而選擇合適的參數(shù)。電機(jī)組裝完成后,利用激光位移傳感器對(duì)其進(jìn)行速度與穩(wěn)定性的測(cè)試。最后,將電機(jī)與超聲換能器組裝,進(jìn)行掃描測(cè)試實(shí)驗(yàn),以檢測(cè)探頭的成像性能,驗(yàn)證壓電馬達(dá)前置的可行性。經(jīng)過(guò)有限元的優(yōu)化分析,組裝了一直徑為1mm,總長(zhǎng)度為10mm的微型壓電馬達(dá)。該電機(jī)在20V... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２動(dòng)脈粥樣硬化檢測(cè)方式??１．２．１非介入式檢測(cè)手段??

?＼??Ｂｒｔｒ＾?Ｆａｉｒｗｅ＾??Ｄｅｔｅｃｔｏｒ?一＾?＾?Ｄｅｔｅｃｔｏｒ?＂Ａ?＾????二籲Ｖ?１?Ｓｃａｎｎｉｎｇ??Ｆｗｅｄ??｜?Ｊｆｔｔｅｒｌｗｅｎｃｏ?＊?＾?＇１?０?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｉｗｅｒｔｅｒｅｎｃｃ?８?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ??；！?ｍｉｒｒｏｒ?ｓｔｇｎａ！?ｍ，ｒｒｏｒ?????Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ?Ｉ?ｊ?Ａｎ＾ｉｉｆｔｅｒ：?｜?ｉ?一，．?｜?｜??°ａｐｍ?Ｃｔ＊ｓａｌ?Ｉｒｅｑｕｅｎｃｙ?＜?ｖ）??圖１．３光學(xué)相關(guān)斷層掃描檢測(cè)原理??１９９１年由Ｆｕｊｉｍｏｔｏ命名的，是一項(xiàng)相對(duì)較新的檢測(cè)技術(shù)，最早商用的探頭是Ｍ２??時(shí)域ＯＣＴ成像系統(tǒng)，其成像速度較慢，能達(dá)到２０ｆｐｓ。為了提高成像的速度，后??又發(fā)明了頻域ＯＣＴ成像系統(tǒng)，成像速度大幅提升，能達(dá)到２００ｆｐｓ。ＯＣＴ臨床應(yīng)??用通常用于冠狀動(dòng)脈粥樣硬化檢測(cè)、冠狀動(dòng)脈介入治療。ＯＣＴ的兩個(gè)重要參數(shù)：??一個(gè)是探頭的外徑大小，另一個(gè)是成像速度的快慢。與血管內(nèi)超聲換能器類似，??端部的外徑與柔性軸的外徑分別決定了所能檢測(cè)的損傷大小與導(dǎo)管的直徑大校??ＯＣＴ的主要優(yōu)點(diǎn)是其軸向分辨率１０－２０ｐｍ，徑向分辨率能達(dá)到２０嘩，成像精度??遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他的檢測(cè)手段；成像速度快＞ｌ〇〇ｆｐｓ，缺點(diǎn)：成像深度小，ｌ－２ｍｎｉ；相??比較于ＩＶＵＳ，組織檢測(cè)缺乏可靠性；另外ＯＣＴ檢測(cè)時(shí)需要利用沖洗劑將腔內(nèi)??具有散射性的血液暫時(shí)清洗干凈，這可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生損傷。此外，由于技術(shù)新??穎，目前臨床上ＯＣＴ沒(méi)有被廣泛使用，缺乏一定的實(shí)用性，安全性以及相應(yīng)的??診斷標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)隨著人們對(duì)高分辨率檢測(cè)需求的提升，ＯＣＴ未

??有許多問(wèn)題有待解決，比如：探頭的尺寸設(shè)計(jì)、探頭的安全性、經(jīng)濟(jì)性等等，缺??乏一定的實(shí)用性。??對(duì)比非介入式與介入式檢測(cè)手段可以看出，介入式的精度要遠(yuǎn)高于非介入??式的檢測(cè)手段。而在介入式的檢測(cè)方法中，血管內(nèi)超聲作為目前臨床使用較多的??診斷的手段，在穩(wěn)定性，安全性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，因此選用ＩＶＵＳ作為研宄??對(duì)象。ＩＶＵＳ主要分為三個(gè)部分１１８］：?ＩＶＵＳ探頭、成像主機(jī)、導(dǎo)管回撤系統(tǒng)。我??們研究的主要是ＩＶＵＳ探頭部分。目前市面上商用的ＩＶＵＳ探頭主要有兩種形式，??如圖１．４所示：一種是相控陣列式，其在探頭的端部圓周方向排列了多個(gè)超聲換??能器陣列，而非單個(gè)換能器，一般是６４單元。通過(guò)控制每個(gè)換能器的延遲激勵(lì)??時(shí)間可以得到環(huán)狀掃描的結(jié)果；另一種是機(jī)械旋轉(zhuǎn)式，由外部的驅(qū)動(dòng)部分帶動(dòng)??柔性軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)探頭前端的超聲換能器以１８００ｒｐｍ的速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行掃描。??機(jī)械式和相控陣列式各自的優(yōu)缺點(diǎn)如下表１．１所示�？紤]到制造工藝以及更高的??成像分辨率，我們選擇機(jī)械旋轉(zhuǎn)式進(jìn)行研宄。??圖１．４兩種常見(jiàn)血管內(nèi)超聲探頭：Ａ為機(jī)械旋轉(zhuǎn)式探頭，Ｂ為相控陣列式探頭??表１．１機(jī)械式與陣列式比較??｜相控陣列式?丨機(jī)械式??優(yōu)點(diǎn)成像穩(wěn)定，無(wú)需保護(hù)鞘，可精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單??與血液直接接觸???缺點(diǎn)精度較低，加工工藝復(fù)雜，控掃描時(shí)需要保護(hù)鞘，需要液??｜制復(fù)雜?｜體耦合???７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]《超聲電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》[J]. 趙淳生.  壓電與聲光. 2009(01)

博士論文
[1]壓電管式復(fù)合驅(qū)動(dòng)器及其應(yīng)用研究[D]. 馬玉婷.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于螺旋電極扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的沖擊式旋轉(zhuǎn)壓電馬達(dá)[D]. 韓文香.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3244337