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介入超声印压系统的压力和超声校验研究
设计了一种能为临床直接、定量评价活体心肌硬度及硬度变化的新型医疗仪器-介入超声印压系统,通过介入印压方法,来定量"触压"活体心肌的硬度变化.本研究对该系统的压力和超声系统分别进行了校验,其结果表明,不同直径大小球囊的实际应力与检测到的应力有差异,二者成线性关系,相关系数高达0.99,随着球囊直径改变,其回归系数接近1.同时,通过超声检测类心肌超声仿体厚度,其超声检测得到的厚度值与实际厚度值的相对误差为2.33%,小于10%为超声行业标准,能满足厚度检测要求.以上研究表明,该系统可应用于活体心肌和深部组织的硬度检测.
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浅谈超声探头的使用维护与安全
超声诊断设备主要利用超声波提取人体组织的各种信息(诸如组织界面信息、血流信息等),要达到传递信息的目的,必须具有特殊功能的器件-超声换能器(即超声探头).超声换能器可将高频电能转换成机械能而发射超声波,又可将超声回波进行接收而转换成电能,是一种电-声,声-电转换器件.超声换能器是超声诊断必不可少的关键部件,其性能优劣直接影响到成像的质量,即使从经济角度讲,其价值也往往占到整机的主要部分,因此对其进行合理的使用与维护是必须的.
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从一个案例看机电一体化设备的维修特点
机电一体化设备一般由机械主体、传感器及检测、计算机及信息处理、执行器四个部分组成.我院供应室使用的日本樱花MU-5030D清洗机属于机电一体化设备.其机械本体为机箱(包括箱体、电动门、旋转臂、载物架、电热器、超声换能器、蒸汽加热管等),还有进水、排水管道,进空气、排空气管道,进汽、排汽管道,电动门机构,压缩空气源及气动门密封机构,洗涤剂管道,等等.传感器有水位传感器(压力传感器)、温度传感器、光电开关等.执行器有循环泵、变频器及鼓风机和各种管道上的泵、电动阀、电磁阀,还有有关电路上的接触器、继电器等.控制计算机为一台PLC,触摸屏是其上位机.机械本体的工作过程,就是经历若干个进水、喷淋清洗、排水工序循环(有时中间增加一个进水、超声清洗、排水工序),后以热空气干燥器械.
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ALKA 210B超故障一例
故障现象:开机,在对病灶进行扫描时无回波信号.分析与检修:超声诊断仪是利用超声换能器(探头)发射超声波和接收回波对病人病灶进行扫描,获取超声图像信号.探头的性能直接影响超声诊断仪的成像质量.超声换能器利用压电材料制成,不同的压电材料产生不同频率的机械振动,当外加交变电压的频率与固有频率一致时,产生的机械振动性强,电荷越多.
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国外医疗超声换能器的应用、研究和发展
医疗超声换能器或基阵不仅直接影响到医疗超声图像的质量,同时也决定了系统设备的应用.医疗超声换能器的研究和开发,涉及声学技术,基阵空间处理,信号处理,微电子技术,材料科学,测量和加工工艺等多个领域.本文对国外医疗超声换能器的应用和国外近的研究和发展,作一个综述和介绍.本文分为3个部分.第1部分,根据目前医疗超声图像设备的应用,介绍医疗超声换能器的种类;本文的第2部分,介绍近十几年以来,医疗超声换能器在技术上已经经历和正在经历的3个具有重要影响的发展;本文的后部分,将介绍国外医疗超声换能器发展的一个重要趋向.
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医学超声成像换能器的研究和应用进展
医学超声成像换能器正在朝着宽频带、高频、微型化和环境友好等方向发展.本文从临床应用需求出发,对医学超声成像换能器在若干领域的新研究和应用进展情况进行了描述,并对未来趋势进行了预测.
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高强度聚焦超声聚焦机构的研制
目的:研制能够产生高强度高精度超声聚焦机构.方法:通过采用仰卧姿势治疗方式利用缚腰袋和水压固定人体,减少呼吸运动对器官位置的影响,改善设备的舒适性;治疗过程中转动治疗头间接提高焦斑强度;通过合理结构设计提高焦斑精度.结果:体外牛肝试验表明:用8个φ66探头组成的聚焦机构,单个探头输入电压为220v,声波照射的突发周期设置为200ms,持续时间为120ms,声波照射次数为10次,在肝囊下面2~3cm处形成成8x3mm米粒状坏死组织.结论:该多元自聚焦机构在一定的操作参数下得到较高质量的焦斑,如果采用较高质量的单探头,将会取得更好效果,估计活体实验效果优于采用俯卧治疗方式的设备.
关键词: 高强度聚焦超声(HIFU) 超声换能器 声场 焦斑 -
医学超声单晶探头的进展及新技术
现代医学的发展,使得临床医生对医学超声影像系统不断提出新的要求和需求。医学超声换能器,是工作于医学超声系统与患者接触的前端,是拥有高技术密集度的核心关键部件。探头的性能,直接影响到图像的质量和产品的功能应用。各种性能优异的压电单晶的成功生长及制备,对探头的核心压电材料做出了重要而丰富的补充,探头的性能和应用范围得到极大地延伸。本文对医学单晶材料超声换能器的应用及国内外相关研究进展,做简要介绍。
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医学超声成像新技术的物理声学基础
90年代以来,由于电子计算机容量与功能提高,数字化处理的引入,高性能微电子器件及超声换能器的出现,以及各种信号、图像处理及控制技术的应用,医学超声成像出现了新技术、新设备、新方法层出不穷,使人目不暇接的生动局面.本专题报告就目前超声成像中几项带有新原理特征的新技术,如造影成像,二次谐波成像,频谱合成成像,组织成像,非线性声参量B/A成像,三维成像等,以及它们共同涉及的物理声学背景,特别是非线性声学问题进行简要阐述.
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胃癌的超声内镜诊断和鉴别诊断
1 979年久永等[1]将B超与胃镜结合制成超声内镜(EUS)试用于临床,使胃癌诊断有了很大的进展.现将EUS对胃癌的诊断、鉴别诊断及其价值综述如下.1器械的结构与改进常用的是奥林巴斯GFEU-M3系统,该系统由超声显示和图像装置系统组成,并和内镜连接,内镜的物镜装在侧面,其末端为1.3cm的超声换能器,通过部件可将其充盈,扫查时可得到和内镜长轴相垂直的呈360度视野的观察面,经频率选择开关可得到7.5或12 MHz的声像图,而无需更换整个装置.
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实时三维超声心动图的成像方法、研究现状及其发展前景
随着电子计算机技术和声学理论研究的深入,超声换能器的研制和显示方法已取得长足的进步,实时三维超声心动图(real-time orlive three-dimensional echocardiography)是心脏超声成像领域内的一项重大的技术突破,它为临床医师提供了一个能无创地观察心脏解剖立体形态的新视窗[1-4].这一技术不仅对于心脏疾患的诊断具有巨大意义,而且在介入治疗方面也将发挥重要作用.现就其成像方式的演进、临床应用现状及其发展前景探讨如下.
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骨创伤治疗仪超声驱动电路的研制
超声是骨折愈合治疗中较为有效的一种恢复手段,研究了一种用于骨创伤治疗仪的超声发生器,具有结构简单、可靠性高等优点.在阐述设计思路与系统结构的同时,介绍了超声治疗的机理和常规应用手段,详细说明了发生器波形产生、功率调节、负载匹配等关键技术.
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高频超声检测仪的研制及其在中耳积液诊断中的应用
目的:研制一种简单、可移动、性价比高的超声转换系统来诊断中耳炎.方法:超声换能器和鼓膜之间以水囊作为中间传输介质,通过测量超声反射回波信号的幅值和波峰数来判断是否存在积液.将中心频率10 MHz、直径0.5 mm的宽频带单阵元超声换能器置于狭长水囊之中,水囊充满水并伸入外耳道,使其前端与鼓膜接触.当中耳充满积液时,由于液体对超声能量的吸收,回波信息强度大幅下降,并伴有2个反射脉冲;当中耳内无积液时,回波信息为单一反射脉冲,幅值较强.结果:该检测仪可有效检测中耳积液的存在,进而可早期、准确而可靠地诊断中耳炎.结论:由于超声换能器发射和接收超声波束都是以水作为中间介质,对外界的噪声干扰不敏感,也不需要病患良好的配合,因此,临床上用高频超声来诊断中耳炎,特别是对于婴幼儿患者是一种可行的方法.
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016 用于测定激光引起的凝固损伤空间轮廓的非侵入式互相关超声技术--离体研究
[英]/Sun Z…∥IEEE Trans BME.-2001,48(2).--223~229在激光加热疗法中为有效地治疗损伤而不损害周围正常组织,十分需要一种能够监测组织中热作用范围的技术.本文提出了一种用于测定激光辐照下组织凝固损伤空间轮廓的互相关A型超声技术.该技术的基本假设在于,当组织发生凝固时,由于组织中结构的变化,将会导致从凝固部位散射的超声回波信号的波形相应变化.本技术由四个步骤构成:1)重复地向被加热组织发射相同的超声信号;2)利用互相关回声追迹技术对大量小的组织范围所散射的回声信号跟踪;3)用得到的回声信号与参考信号间的互相关系数来对每一个小区域散射的回声信号的波形变化定量;4)用反映波形变化程度的空间轮廓表示不同深度上的组织凝固状态.用23个新鲜的犬肝脏标本做了实验,采用的激光器为Nd:YAG激光器,激光波长为1064μm,光强为62~105W/cm2可调,辐照时间为20~350s可调.超声换能器为直径13mm、一个单元的10MHz宽带球面聚焦换能器.用这一技术测定的被加热组织中凝固损伤程度的空间轮廓与已报道过的有关激光-组织相互作用的文献中的实验和理论分析结果符合.作者还开发了用波形变化的空间轮廓来计算组织凝固程度的自动程序,对23例实验的计算结果与视觉检查的后凝固深度之间完全一致,其均方根误差仅为0.81mm.(华文摘)
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血管内超声显像在冠状动脉介入性治疗中的应用
血管内超声(intravascular ultrasound,IVUS)是近年来发展的一种新型超声显像技术.它将小型高频超声换能器安装于导管顶端,应用高频声波来显示血管组织结构和几何形态的微细解剖信息,首次提供了解活体血管结构和评估内膜增生、粥样硬化的进展或消退的手段.国外现已广泛用于冠状动脉疾病的诊断和治疗,对临床了解动脉粥样硬化的病理生理变化,评估各种介入术的疗效产生了重大影响.
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血管内超声显像
目前,一项新的超声探测技术正在迅速发展.该技术是将超声换能器置于血管导管顶端,进入血管腔内显像.可产生实时、二维的血管横断面环型图像.
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经皮行冠状动脉内超声的护理
血管内超声是利用安装在心导管顶端的微型超声换能器,在血管内发射和接受高频超声信号,实时显示血管的切面图像,观察血管壁形态、有无斑块、性质、管径大小、管腔面积、狭窄程度、有无血栓等.更能准确分析病变近段和远段血管是否存在病变,从而指导球囊及支架的选择.可以补充冠状动脉造影检查的不足,为冠心病患者提供了新的诊疗方法[1].我科对82例经皮行冠状动脉内超声的患者,通过仔细的观察,采取了有效的护理措施,效果满意,现报告如下.
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冠脉血管超声评价冠脉造影判断临界病变及斑块性质的准确性
冠状动脉粥样硬化性心脏病的诊断依据主要依赖于患者典型的临床表现及相关的辅助检查.近年来有关冠心病诊断的新方法逐步应用于临床,明显提高了对其诊断的敏感性及准确性.血管内超声检查(IVUS)是临床上诊断血管病变的一种新的诊断手段,其是一种侵入性操作,借助导管上的小超声换能器来获取图像,与冠脉血管成形术使用的标准导管相似.
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医学超声关键技术研究和进展(一)超声换能器与超声编码技术
医学超声技术的发展使得超声成像成为临床诊断领域的重要组成部分.许多新的医学超声技术仍然在不断涌现.医疗换能器及阵列,不仅直接影响到医学超声图像的质量,同时也决定了系统设备的应用.宽频带、多维高密度、高频、微型化腔内集成探头是未来超声换能器发展的主要方向.该文对国内外医疗超声换能器材料发展、结构创新、应用三个方面作了简要综述.超声编码技术具有可以提高医学超声成像系统的信噪比、帧频和探查深度等优点,目前仍是超声成像技术的研究热点之一.该文介绍了超声编码检测原理、超声编码检测研究现状、技术难点,并对超声编码技术的前景进行了展望.
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超声消融导管的研制与应用
目前,心律失常的导管消融几乎都用射频能量[1],但并非都能取得满意的效果.发射至导管尖端的射频能量,对一些室上性心律失常可达到满意的效果,然而缺血性心脏病室性心动过速的消融,用这种能量则不易成功.这虽然与心律失常环路的标测困难有关,也与射频能量的组织穿刺性不够有关.另外,许多阵发性心房颤动 (简称房颤)都是由起源于肺静脉的电活动所触发,现在用的点状射频消融方法很难在肺静脉与左心房交界处造成连续的环状损伤,以致仍不能防止肺静脉的电活动触发房颤的发生 [2].目前,正在研究其它穿透较深的能源和导管如超声[3]、微波[4] 和激光[5]等,以期提高消融的效果.本文主要综述超声消融导管的研制与应用 .1 超声能量的特点超声束被广泛地用来加热肿瘤,增加肿瘤对放射和/或化学治疗药物敏感性[6].与其它能源相比,在组织加热方面超声优点是超声束组织穿透性好、能控制超声场和能制成各种大小和形状的超声源[7].这有益于消融室性心律失常和消融局灶性房颤时达到肺静脉的电隔离.由于改善了换能器的压电板能量输出能力,使转换效率相对提高,能量输出也增大.现已经研制成安装了小的换能器(直径2.3 mm=7 F)的超声能量消融导管.当电流在其共振频率通过超声换能器时,发生振动而且声能垂直于换能器的轴呈放射状发出.当能量达到心肌组织时,能量被吸收,分子发生振动.分子的摩擦引起发热.因为在适当的频率下超声可很深地穿透组织,因此能由表及里地加热组织,组织的整个深度的温度相对恒定. 射频消融则依赖于表面广泛加热使热传导至心肌组织.再者,用超声在较低温度(如50 ℃) 一致性加热不会裸露内皮,所以不易引起血栓,引起肺静脉狭窄的机会也少[8]. 2 圆盘样超声消融导管该导管的换能器为圆盘样,安装在导管头的侧面而不是末端,因为侧面安装的换能器较末端安装的换能器形成的高频发热电极的表面积大.犬心肌的体内和体外试验均证实在60 s内, 经导管的超声换能器可消融心肌[9,10],其损伤深度可达6~9 mm,损伤面积可达 20~40 mm2.导管侧面的换能器必须朝向消融的心肌组织[3].消融时就需要知道导管的换能器所在的位置,用不透X线的标志帮助确定换能器的方向.换能器的表面安装热电耦探针,维持温度在80~90 ℃,以反射性地控制能量的释放.该表面温度能保证造成深的损伤,又不在组织中造成血液凝固和空腔的危险.因为当温度达90 ℃左右时,温度可突然跳到100 ℃以上,这时声能产生的损伤常常比在较低温度水平引起的损伤宽和浅.可能由水的沸腾形成的气泡使声能播散引起.短暂空腔的形成期间也可见组织温度的跳跃[11].在温度超过100 ℃时,声能可损伤换能器,使能量输出降低 .此外,高温时导管头血液凝固可减少能量传送至组织.换能器用几毫米的盐水与组织隔开,产生的组织损伤与直接接触组织产生的损伤相似;另外 ,当在水中启动时,换能器的表面温度仅上升几度.所以,换能器本身的温度升高不可能在组织的损伤中起重要的作用.