文档介绍：重庆医科大学
硕士学位论文
用于HIFU实时声功率监测的PVDF压电传感器的设计与研究
姓名:黄曦
申请学位级别:硕士
专业:生物医学工程
指导教师:叶方伟
20090501
用于实时声功率监测的压电传感器的设计与研究摘要本研究旨在设计一种安装在换能器声场中某一固定位置的压电薄膜传感器,用于在线实时监测换能器输出的超声能量,从而保证治疗的安全性和有效性。在换能器工作过程中,将压电薄膜产生的小电荷信号通过电荷放大、滤波、模数转换、串口通信等过程接入计算机进行采集和监测。结果显示计算机可稳定采集到压电传感器的输出电压,该电压正比于换能器的驱动电压。这表明换能器的声功率输出与压电传感器的电压输出呈正相关关系,证明压电传感器可用于实时监测治疗过程中换能器的声功率输出。关键词:,,监测,声功率重庆医科大学硕士研究生学位论文
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英汉缩略语名词对照中文全称英文缩写英文全称高强度聚焦超声聚偏氟乙烯锆钛酸铅模拟量到数字量转换頵重庆医科大学硕士研究生学位论文疍/
桫学位论文作者签名::指导教师签名:期:。..牛本人申明所呈交的论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得重庆医科大学或其他教育机构申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解重庆医科大学有关保护知识产权的规定,即:研究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属重庆医科大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位为重庆医科大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容C苣谌莩,可以采用影印、缩印或其他手段保的学位或证书而使用过的材料,与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。存论文。日、、/\
用于实时声功率监测的压电传感器的设计与研究刖昌该区域内的声强可达到痗以上,【渴欠从成≈心芰抗叵档囊桓龌疚锢砹浚谝禾迕街手胁饬可的差值,可以用一个置于超声声场中的靶来测量辐射压力,从而计算出超声声功质或吸收物质的作用而产生的热量所引起的温升来计算声功率的方法。光学法包括声光衍射法【图す飧缮娌饬糠╢】,其特点是测量过程对整个辐射声场没有任何干扰。声光衍射法是通过超声声束在透明液体中所产生的位相光栅,利用光栅高强度聚焦超声,瘟萍际跏墙┠昀发展起来的一种非介入性无创肿瘤治疗技术【俊K贸ㄔ谏镒橹诘目聚焦性和可穿透性等物理特点,将超声能量聚焦在体内病灶上一个很小的焦域内,在对焦域周围正常组织没有明显损伤的前提下,使焦域内组织产生不可逆转的凝固性坏死,从而达到“切除”或热消融肿瘤的目的。安全性和有效性是所有医疗器械,尤其是用于治疗目的医疗器械必须满足的两个重要指标【俊瘟葡低呈抢贸ㄔ谏镒橹械娜刃в涂栈в等物理机制对病变细胞进行消融,治疗过程中换能器发射的超声能量的稳定性无疑是保证其治疗安全有效的基础。功率可采用力学【每、热学【】、光学【】等多种方法。在小振幅平面波的声场中,两种媒质间交界面上的时间平均压力称为辐射压力,其大小等于界面两边声能密度率,这就是采用辐射力法测量声功率的基本原理。热学法是通过测量超声波对媒所形成的各级衍射光的强度与超声强度的函数关系来测定声功率。激光干涉测量法是以测量辐射声源表面的速度振幅蛭灰普穹来测定辐射声功率。目前在国内外【体叮琀荒芷髟谥圃焱瓿珊笠话愣际窃谕哑杏梅压力法测出换能器在不同驱动电压下所对应的输出声功率,在治疗过程中,重庆医科大学硕士研究生学位论文—▲
声能量进行在线实时监测对于保证治疗的安全性和有效性具有重要意义。通过调节换能器驱动电压来获得所需的超声功率,并没有一种能实时监控换能器工作过程中输出超声能量的有效方案。.许多因素影响着换能器发射的超声能量的稳定性【,例如换能器驱动电压的波动、驱动电流的变化以及换能器压电陶瓷材料的退极化等。即使采取某些技术方案对驱动电压和电流进行检测和反馈控制,也不能完全可靠地保证在整个治疗过程中换能器输出超声能量的稳定性。因此,在治疗过程中对换能器输出的超本课题设计一种压电薄膜传感器,安装在换能器声场中某一固定位置,通过实验探讨换能器工作过程中计算机采集到的传感器输出电压与换能器驱动电压之间的关系,旨在为治疗过程中超声输出功率的在线实时监测提供依据和方法。重庆医科大学硕士研究生学位论文.
第一章压电传感器理论基础压电薄膜的组成及其压电性能伸、极化后的