近年來，超聲技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，利用超聲波原理進(jìn)行醫(yī)學(xué)治療的設(shè)備也在臨床實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用。醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備主要是基于高頻振動(dòng)波（超聲波）傳入人體組織，并在局部產(chǎn)生熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和空化效應(yīng)，引起目標(biāo)組織的改變，從而達(dá)到治療的目的。激光測(cè)振儀是一種非接觸式的振動(dòng)測(cè)量?jī)x器，能夠精確測(cè)試醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的超聲振動(dòng)特性和模態(tài)，在產(chǎn)品的研發(fā)、質(zhì)檢和性能優(yōu)化過程中起到了至關(guān)重要的作用。激光測(cè)振儀在醫(yī)學(xué)超聲領(lǐng)域的應(yīng)用具有如下優(yōu)勢(shì)：

1、激光聚焦光斑小、空間分辨率高，能夠快速定位并測(cè)量超聲手術(shù)刀、潔牙器等小尺寸超聲器件；

2、采用非接觸式的測(cè)量方法，高效便捷，可以快速檢測(cè)產(chǎn)線上的超聲設(shè)備性能，確保產(chǎn)品一致性，甚至可以檢測(cè)超聲設(shè)備在工作狀態(tài)下的超聲波輸出特性，更加真實(shí)地反映設(shè)備的實(shí)際使用性能；

3、超聲檢測(cè)帶寬大，最高可檢測(cè)20 MHz左右的高頻超聲，同時(shí)能滿足1 nm以下的微弱振動(dòng)分辨率要求，檢測(cè)精度極高；

4、結(jié)合掃描式激光測(cè)振儀，可以快速實(shí)現(xiàn)超聲設(shè)備的振動(dòng)模態(tài)全場(chǎng)成像和分析，為性能優(yōu)化提供最全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

圖1 醫(yī)學(xué)超聲原理與MTC激光多普勒測(cè)振儀

南京光聲超構(gòu)材料研究院有限公司自主研制的高頻激光測(cè)振儀，具有0.1 Hz~20 MHz的檢測(cè)帶寬，位移分辨率~0.04 nm/√Hz ，檢測(cè)光斑直徑~0.1 mm，檢測(cè)距離0.3~20 m，完全能夠滿足大多數(shù)醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的超聲特性檢測(cè)需求。

01 超聲手術(shù)刀

超聲手術(shù)刀是一種通過激發(fā)20 kHz~60 kHz 超聲振動(dòng)的金屬探頭（刀頭），對(duì)生物組織進(jìn)行切割、消融、止血、破碎或去除的外科手術(shù)儀器。超聲手術(shù)刀的工作性能一般與刀頭的超聲輸出功率、頻率直接相關(guān)，因此對(duì)刀頭的超聲特性探測(cè)至關(guān)重要。超聲手術(shù)刀的刀頭尺寸一般為5-10 mm，這種小尺寸結(jié)構(gòu)很難采用接觸式傳感器測(cè)量其超聲特性，而激光測(cè)振儀則可以輕松將激光聚焦到刀頭位置，精確測(cè)量超聲振幅與頻率。國(guó)內(nèi)常用超聲手術(shù)刀的刀頭振動(dòng)頻率通常在55 kHz左右，振動(dòng)位移幅度~50μm。PLV-202型激光測(cè)振儀檢測(cè)帶寬0.1 Hz~20 MHz，位移檢測(cè)分辨率優(yōu)于1 nm，是超聲手術(shù)刀性能檢測(cè)的完美選擇。

圖2 激光測(cè)振儀用于超聲手術(shù)刀性能檢測(cè)

02  超聲潔牙器

超聲潔牙器主要工作原理是：將高頻振蕩信號(hào)作用于超聲換能器，利用逆壓電效應(yīng)（或磁致伸縮效應(yīng)）產(chǎn)生超聲振動(dòng)并傳遞至工作尖，工作尖受到激勵(lì)產(chǎn)生共振，利用工作尖的超聲波共振可以將牙齒表面的菌斑、結(jié)石或牙周表面的細(xì)菌等清除。依據(jù)我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YY 0460-2009）和國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（IEC 61205：1993）,超聲潔牙器工作尖的超聲輸出特性是重要的檢測(cè)指標(biāo)。常規(guī)超聲潔牙器工作尖振動(dòng)頻率主要設(shè)計(jì)范圍在18 kHz~60 kHz，其中以42 kHz工作頻率最為常見。同時(shí)工作尖尺寸往往較小（＜1mm），無法采用傳統(tǒng)的接觸式振動(dòng)傳感器進(jìn)行檢測(cè)。因此，對(duì)于超聲潔牙器振動(dòng)性能的檢測(cè)，通常采用激光測(cè)振儀完成，其非接觸式的檢測(cè)方式便于開展產(chǎn)線上產(chǎn)品的逐個(gè)檢測(cè)，是產(chǎn)品良率和一致性的有力保障。

圖3 激光測(cè)振儀用于超聲潔牙器質(zhì)檢

03  HIFU刀

HIFU刀是高強(qiáng)度聚焦超聲治療（High-Intensity Focused Ultrasound）的簡(jiǎn)稱，近年來被逐漸推廣應(yīng)用于子宮肌瘤、前列腺癌等多種腫瘤的治療。其中，碗狀的聚焦超聲換能器是HIFU刀的關(guān)鍵部件之一，可以將體外超聲能量聚焦于體內(nèi)，使靶區(qū)的腫瘤組織瞬間達(dá)到60℃以上高溫，導(dǎo)致其產(chǎn)生凝固性壞死，從而達(dá)到消除病灶的目的。因此，高強(qiáng)度聚焦超聲的振動(dòng)特性直接決定腫瘤治療效果。MTC自主研發(fā)的激光測(cè)振儀可以精準(zhǔn)檢測(cè)高強(qiáng)度聚焦超聲換能器的振動(dòng)頻率和幅度，其中掃描型激光測(cè)振儀還可以直接測(cè)試其振動(dòng)模態(tài)，是HIFU刀研發(fā)與性能提升的可靠選擇。

圖4 激光測(cè)振儀用于HIFU刀性能提升

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