基於壓電單晶的前視型自旋轉血管內超聲探頭基礎研究

《基於壓電單晶的前視型自旋轉血管內超聲探頭基礎研究》是依託深圳大學，由彭珏擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於壓電單晶的前視型自旋轉血管內超聲探頭基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：彭珏
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

工作於狹窄冠動脈中的血管內超聲探頭，因可實時準確地描述血管壁三維解剖結構，在冠動脈粥樣硬化早期檢測及介入診療中意義重大。高靈敏度、寬頻帶、可靠性更優的探頭是血管內超聲研究者不斷追求的目標。現有商品化的血管內超聲探頭均採用側向360度掃查，無法滿足完全性閉塞介入手術的臨床需求，且機械旋轉式探頭是通過外置的馬達帶動軟軸，易造成圖像扭曲。針對上述問題，項目設計並研究一種外徑為1.5至2 mm的超高頻前視型自旋轉血管內超聲探頭模型，並將最優壓電性能的單晶超薄層運用於探頭結構中，從超微型永磁電機的轉動控制理論及實現、自旋轉掃描精確伺服控制、超高頻單晶換能器的機電耦合性能、聲耦合、成像質量、圖像幀頻穩定性等幾個層面進行理論建構、技術探索和性能表征，為實現我國自主智慧財產權的高性能血管內超聲探頭的理論及設計製造提供有益補充和創新發展。

結題摘要

工作於狹窄冠動脈中的血管內超聲探頭，因可實時準確地描述血管壁三維解剖結構，在冠動脈粥樣硬化早期檢測及介入診療中意義重大。高靈敏度、寬頻帶、可靠性更優的探頭是血管內超聲研究者不斷追求的目標。然而現有商品化的血管內超聲探頭均採用側向360度掃查，無法滿足完全性閉塞介入手術的臨床需求，且機械旋轉式探頭是通過外置的馬達帶動軟軸，易造成圖像扭曲。 本項目開展了基於壓電單晶複合材料的前視型自旋轉血管內超聲探頭研究。具體包括： （1）研製1.2 mm×3.7 mm低成本量產微型馬達，最大轉速275RPS，可避免馬達外置成像導管的固有弊端。 （2）實現單晶複合材料高頻探頭（0.5 mm×0.5 mm），中心頻率 32.8 MHz，-6 dB 頻寬為 73 %，插入損耗為-14 dB，表現出非常高的靈敏度。並將高頻探頭和微型馬達植入外徑2.0mm導管中，利用離子液體實現電氣導通和聲學耦合。（3）設計開發了血管內成像專用的成像平台和軟體，進行了血管壁前視錐面掃描成像研究。 （4）研製外徑小於 9.5 mm 具備自動對焦功能的消化道超聲內窺鏡，高清廣角（500~800 萬像素）光學微型攝像模組，獨特設計三軸自動對焦馬達動態調整鏡頭角度，可確保探頭在整個移動過程中光學視野都保持清晰。 本項目的研究內容得到了業內專家的認可，已在國際知名期刊發表SCI論文5篇，EI論文4篇，申請專利5項，授權專利5項，研究成果榮獲第十八屆中國國際高新技術成果交易會優秀產品獎。本項目的研究成果為血管內成像技術提供新手段，為相關儀器的國產化奠定了堅實的基礎。