国家自然科学基金(81201102)
- 作品数：9 被引量：32H指数：4
- 相关作者：曾德平杨增涛王华李发琪郝琦更多>>
- 相关机构：重庆医科大学国家工程研究中心重庆医科大学附属第二医院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划重庆市教委科研基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术理学医药卫生电子电信更多>>
- 心脏起搏器超声波体外无线充电技术研究被引量：3
- 2018年
- 目的为了解决现有心脏起搏器锂电池携带电量有限的难题,延长起搏器在体内的使用寿命,本研究采用超声波以无创的方式向心脏起搏器无线充电,通过建立理论模型及实验分析,明确超声波无线充电系统的最优工作规律,使该系统更为安全、高效的为心脏起搏器进行无线充电。方法建立了超声波向心脏起搏器无线充电的理论模型和实验模型,采用聚焦超声换能器体外发射低强度脉冲超声,利用体内置入的1-3型压电复合材料俘能器高效接收超声波并将其机械能转化为电能,并通过整流滤波电路及充电保护电路的硬件处理,为心脏起搏器进行充电。通过对理论模拟及实验分析,找出系统的最优工作参数,明确该系统的最优工作规律。结果理论及实验结果表明,在负载电阻等于俘能器的阻抗时,能量传输效率最高,无线充电系统达到最优功率输出,在此负载匹配条件下,若负载电阻的增加,系统最优工作频率从正谐振频率到反谐振频率偏移,且系统最大输出功率峰值出现在正谐振频率和反谐振频率上,实验研究证实:超声波无线传输距离在2.18~5.10 cm范围内,其能量能够被压电俘能器高效接收,轻易的将LED点亮。结论采用超声波以无创的方式向心脏起搏器无线充电的方法是可行的。该研究结果对实现心脏起搏器进行安全、高效的无线充电具有理论意义和应用价值。
- 张春杨许佳琪张菁霓龚洋何倩高雪梅孙瑛琦杨增涛
- 关键词：心脏起搏器
- 基于经验模态分解的胎心音信号除噪方法被引量：6
- 2015年
- 胎心音是一种非线性非平稳信号,采集时含有大量噪声,信号处理时需要一种良好的除噪方法。本文先用截止频率为200Hz的巴特沃斯低通滤波器和重采样做预处理,再使用经验模态分解法(EMD)做信号分解,选择含有目标信号的分量进行类小波软阈值自适应算法除噪,最后组合重构得到除噪后的胎心音信号。模态分解时,使用添加掩模信号等方法消除模态混叠,用镜像延拓法消除端点效应,并引用Rilling的研究设定停止规则。该除噪方法一次性地消除了基线漂移和噪声,同小波变换(WT)、数学形态学(MM)和傅里叶变换(FT)比较,信噪比(SNR)明显改善,均方根误差(RMSE)最小,能够满足实际应用的需要。
- 刘俏俏谭志向张懿王华
- 关键词：胎心音经验模态分解
- 载血卟啉单甲醚纳米高分子微球的制备及显像实验被引量：5
- 2016年
- 目的制备出一种载血卟啉单甲醚(HMME)的聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)多功能造影剂(MB_(PLGA-HMME),MB:Microbubble),检测MB_(PLGA-HMME)的基本性质以及HMME包裹在PLGA微球上后,性质改变情况,探讨其集显像与治疗一体化的可行性。资料与方法采用双乳化法制备MB_(PLGA-HMME),对其结构、形态、载药率等性质进行检测,采用体外成像比较HMME药物与MB_(PLGA-HMME)超声/光声成像改变情况以及进行初步体内光声成像。结果 MB_(PLGA-HMME)溶于双蒸水后呈淡红色悬液,显微镜下观察MB_(PLGA-HMME)呈球形,形态规则,大小均匀无聚集、粘连现象,能发出红色荧光,HMME均匀分布在微球上,光学显微镜和透射电镜均可见MB_(PLGA-HMME)为壳核结构,外有一层明显的黑色的壳膜,HMME主要分布于PLGA微球壳上。体外光声成像显示,MB_(PLGA-HMME)溶液浓度为408μmol/L、816μmol/L、1632μmol/L的平均光声信号强度分别为0.2009±0.0636、0.3789±0.0431、0.5380±0.0997;同样浓度梯度下,HMME溶液的平均光声信号值分别为0.0738±0.0133、0.1137±0.0065、0.2170±0.0270,组间和组内两两比较,差异有统计学意义,但药物性质基本未改变。MB_(PLGA-HMME)经静脉注入荷瘤鼠体内后,可进行体内光声显像。结论本研究成功制备载血卟啉单甲醚药物的MB_(PLGA-HMME),HMME药物水溶性得到改善,其基本的吸光性质得以保持,可进行体内外超声/光声成像。
- 陈飞郝兰严思静邹建中
- 关键词：造影剂血卟啉类聚乙醇酸光声成像
- WIRELESS ENERGY TRANSMISSION USING ULTRASOUND FOR IMPLANTABLE DEVICES
- Implantable devices used to replace or assist the operation of certain organs in the human body have been wide...
- Zengtao YANGDeping ZENGChunliang ZHAOFaqi LiHua WANG
- 关键词：ULTRASOUND
- 文献传递
- 基于1-3压电复合材料的透镜式聚焦换能器设计被引量：2
- 2013年
- 为了抑制压电陶瓷透镜式聚焦换能器振动的多模耦合现象,提高换能器电声转换效率,采用1-3压电复合材料,设计了一种新型的透镜式聚焦换能器;首先计算并仿真了1-3压电复合材料的厚度谐振频率ft和厚度机电耦合系数kt,理论和仿真结果分别相差2.947%和0.933%;接着对换能器做振动分析,结果表明,在换能器谐振频率ft处,声透镜中心径向振幅仅为厚度振幅的7.9%,径向振动得到有效抑制,这有助于提高换能器电声转换效率。
- 汤旭东曾德平杨增涛赵强
- 关键词：声透镜聚焦换能器有限元分析ANSYS
- 一种分析非均匀厚度1-3型压电复合材料换能器性能的方法被引量：6
- 2019年
- 非均匀厚度1-3型压电复合材料可用于制作宽带压电换能器,已广泛应用于水浸无损探伤、声波测井以及超声成像等领域。为分析该换能器的振动及其性能,提出了一种并联振子等效电路模型,将非均匀厚度1-3型压电复合材料换能器看成并联的谐振器阵列,采用三维厚度伸缩振动模型对单个谐振器单元进行理论分析,得出了非均匀厚度1-3型压电复合材料换能器的阻抗计算公式;为验证该模型的正确性,设计并制作了一个平凹的1-3型压电复合材料换能器;实验结果显示,并联振子等效电路模型能准确的分析非均匀厚度1-3型压电复合材料片的性能。结果表明,非均匀厚度换能器带宽的主要是由压电片的厚度差异决定,研究结果可为非均匀厚度宽带换能器的设计提供参考。
- 孙瑛琦曾德平张春杨许佳琪张菁霓龚洋何倩高雪梅杨增涛
- 关键词：1-3型压电复合材料阻抗
- 压电复合材料用于透镜式聚焦换能器的研究被引量：4
- 2015年
- 为了增加聚焦换能器的带宽,抑制其多模振动耦合现象,提高电声转换效率,实验采用1-3型压电复合材料代替压电陶瓷作为超声发射材料,设计并制作了一种新型的1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器。通过频率特性的对比研究,证明了1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器不仅能增加换能器的带宽,达到PZT压电陶瓷透镜式聚焦换能器带宽的3.13倍,而且能明显抑制径向振动,得到单一纯净的厚度振动模态。另外,1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器的电声转换效率达到PZT压电陶瓷透镜式聚焦换能器的1.88倍,为高效率聚焦超声换能器的实现提供了理论及实验基础。
- 何敏郝琦王科鑫曾德平叶方伟李发琪王智彪何虹莹
- 关键词：1-3型压电复合材料聚焦换能器声透镜
- 高强度聚焦超声治疗中热波效应和声热耦合研究进展被引量：3
- 2016年
- 高强度聚焦超声(HIFU)治疗剂量学研究是HIFU技术的一个重要科学问题。由于HIFU治疗是一种高热通量、加热时间短的治疗方式,通过非线性声传播与生物传热相耦合的模型来研究HIFU治疗的温场分布必须考虑如下因素:(1)由于靶区组织的温升具有明显的热波效应,需要对经典生物热传导方程进行修正;(2)HIFU治疗中的组织声热耦合效应变得更为复杂,这包括生物组织温度上升使得生物组织的声学性质发生动态变化(即热声透镜),以及液体汽化所产生的蒸汽泡对温度场产生影响。本文综述了影响HIFU治疗温场分布的上述因素,以期对HIFU治疗的生物物理机制有更深的认识。
- 李非罗曼李发琪黄浩然陈宗桂冉剑波
- 关键词：高强度聚焦超声剂量学
- 压电瞬态响应在换能器声功率测量中的应用被引量：2
- 2017年
- 探索一种简便的聚焦超声功率测量方法,利用压电陶瓷片直接接收超声信号,通过机电类比得到压电瞬态响应由压电片在声波作用力下引起受迫振动产生的电压响应与固有振动产生的高频衰减响应叠加而成,分析输出压电信号与换能器声功率之间的换算关系。对输出压电信号进行二次包络提取,获得表征声功率变化的电压幅度曲线,分别找出不同换能器驱动电压下包络曲线的最大峰值电压,将其平方值与声功率计所测声功率进行线性拟合,并对理论关系式中的比例系数进行标定。实验结果所得线性拟合度较高,且标定后所得声功率与声功率计所测值相对误差低于8.7%,证明了通过压电瞬态响应测量换能器声功率具有可行性。
- 曾淼沈勇黎付杨增涛王华
- 关键词：声功率瞬态响应电压响应机电类比水听器
- 1-3型压电复合材料壳式聚焦换能器的研究被引量：2
- 2016年
- 为解决压电陶瓷聚焦换能器阻抗高、带宽窄,电声转换效率低等问题,采用新型的1-3型压电复合材料作为聚焦超声换能器材料,设计并制作了一种新型的1-3压电复合材料壳式聚焦换能器。通过对新型换能器的频率特性,电声转换效率研究后和当前应用的PZT壳式聚焦换能器进行对比,证明了1-3型压电复合材料壳式聚焦换能器的阻抗较低,相对带宽达61%,是PZT压电陶瓷壳式聚焦换能器的3.39倍,以及较高的电声转换效率η为54%,是PZT压电陶瓷壳式聚焦换能器的1.68倍。将换能器实际声场检测结果与Matlab声场仿真结果进行对比研究,得出换能器具有较好的声场特性及聚焦效果。为高性能的聚焦换能器的实现提供了理论及实验基础。
- 王科鑫何敏郝琦刘阳曾德平
- 关键词：聚焦换能器频率特性声场特性
