【摘要】：據(jù)統(tǒng)計(jì)國內(nèi)泌尿系統(tǒng)患病率為33.4%,死亡率為1.39%,泌尿系統(tǒng)疾病患者眾多,膀胱殘余尿量常被用作診斷和治療泌尿系統(tǒng)疾病的重要指標(biāo)之一。目前,常用的膀胱殘余尿量測量方法存在諸多問題,比如磁共振成像檢查費(fèi)用昂貴和檢查持續(xù)時間長,植入式傳感器生物相容性差和靈敏度低,電阻抗法存在與皮膚的電接觸不可靠以及導(dǎo)致阻抗變化的因素較多等。為了解決這些問題,研究人員專注于超聲成像系統(tǒng)測量膀胱容積的研究,超聲成像系統(tǒng)憑借其無創(chuàng)、無輻射和可重復(fù)掃描的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢查。然而,現(xiàn)在的超聲成像系統(tǒng)仍然存在很多問題,比如成像系統(tǒng)算法復(fù)雜,導(dǎo)致測量時間長;空間分辨率低,引起成像不清晰,影響測量結(jié)果。針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本文設(shè)計(jì)了一種無需成像的超聲膀胱容積檢測系統(tǒng)。首先,本文提出了一種新型的膀胱容積測量算法——“三點(diǎn)定位”算法,實(shí)現(xiàn)了對膀胱容積的測量;設(shè)計(jì)了一種新型的超聲探頭結(jié)構(gòu)——“三陣元”超聲探頭,實(shí)現(xiàn)了超聲波的三方向發(fā)射與接收;對現(xiàn)有的超聲回波信號處理算法做出了優(yōu)化,采用希爾伯特解調(diào)算法提取超聲信號的包絡(luò)線,提高了容積測量效率。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的超聲檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了測量時間小于5s和測量結(jié)果相對誤差率低于10%的設(shè)計(jì)目標(biāo)。此系統(tǒng)可以用于泌尿系統(tǒng)疾病患者殘余尿量的檢測,測量結(jié)果可以作為尿潴留和尿失禁疾病診斷的重要依據(jù)。
【圖文】：

2014 年，AlbertKim 團(tuán)隊(duì)開發(fā)出使用可聞聲提供40mm，直徑 8mm），該系統(tǒng)由可聞聲頻范圍內(nèi)的機(jī)械了感應(yīng)范圍，解決了感應(yīng)供電中常見的未對準(zhǔn)問題， 1-1 是植入膀胱的應(yīng)變傳感器的示意圖，圖 1-2 是應(yīng)的運(yùn)行機(jī)制是：揚(yáng)聲器發(fā)出聲音，壓電懸臂充當(dāng)聲學(xué)將聲能轉(zhuǎn)換成電能來對電容器充電；當(dāng)懸臂不振動時器的阻抗值，存儲的電荷通過對壓力敏感的 LC 槽放振蕩時，它會發(fā)出一個高頻信號，該信號可以使用外部于測量的壓力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，接收器的最遠(yuǎn)應(yīng)答距離關(guān)系。但是，此方法帶來了功率、生物兼容性和遙測膀胱組織可能會在一段時間后發(fā)生纖維化，這會改變能力，使得該技術(shù)無法長期使用。

圖 1-2 應(yīng)變傳感器系統(tǒng)功能示意圖[5]2017 年，Mi Kyung Kim 等人提出了一種帶有多級電阻梯的植入式膀胱容積傳感器，如圖 1-3 所示，它采用多級電阻梯形結(jié)構(gòu)，當(dāng)膀胱體積改變時，與相對的導(dǎo)軌接觸的臂的數(shù)量改變，這導(dǎo)致傳感器的總電阻的離散變化[6]。具體來說，他們設(shè)計(jì)了一個不同長度的 4 級電阻梯，以監(jiān)測膀胱容積的逐漸變化。同時，，傳感器材料具有生物相容性，在體溫和血液 pH 值下都很穩(wěn)定，且易于制造，而且通過摻入各種離子可以很容易地調(diào)節(jié)電阻和降解速率。圖 1-4（a）是豬膀胱的離體實(shí)驗(yàn)光學(xué)圖像，結(jié)果如圖1-4（b）所示，阻抗值隨膀胱容積變化呈現(xiàn)出離散變化。但是，這種方法不能精確地定量描述膀胱具體的容積值，沒有實(shí)際應(yīng)用意義。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R445.1;TB559

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本文編號：2685394