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《Proceedings of the 2010 Symposium on Piezoelectricity,Acoustic Waves and Device Applications》2010年
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微型超声手术刀的振动检测技术

徐加山  郭航  
【摘要】:微型超声手术刀是目前正在研究的将MEMS技术与压电超声技术结合起来的一种新型微创手术器械。其刀体被设计成对称或偏心的硅片喇叭口形,刀头带有微齿,由MEMS技术加工制成,而在接近刀体的中部贴有PZT-4压电陶瓷片,以驱动刀体进入纵向共振状态,进行微纳米级的精确切割,共振频率在超声频段。作为一个高度集成的微形驱动器,其检测是十分重要的,为此,研发了光学检测技术与电学检测技术。光学方法是搭建以高倍数码显微镜和CCD设备为核心的光学检测平台,实验中可以清楚地观测出采用PZT-4压电片驱动的微型手术刀的振动情况。光学技术较为复杂,为此,又研发了电学检测技术:采用两片PZT-4压电片夹持硅片刀体,在一片PZT-4压电片上加驱动电压信号,在另一片PZT-4压电片上引出电流信号,进行检测。锁相环电路后能够对超声手术刀振动频率进行锁频跟踪,基于DSP的数据采集电路能够采集振动信号。通过对电压信号的检测分析,可以迅速确定手术刀是否进入共振切割状态,并分析其振幅。这两种方法相互补充,有效地解决了微型手术刀的检测难题。

【共引文献】
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