微型手术刀及其振动信号采集系统的研究

摘要：

一种用于微创手术中的微型手术刀利用了双层压电片夹持结构，采用了体共振激发振动原理。本文选用的微型手术刀长宽分别为17mm和10mm，理论计算得其沿着长度和宽度方向的共振频率分别约为227KHz和452KHz。利用阻抗分析仪对切好的不同尺寸。PZT-4压电陶瓷片进行测量，得到了它们的谐振频率和反谐振频率，从中选出谐振频率与微型手术刀长度或宽度方向共振频率相近的压电陶瓷片夹持微型手术刀。在精密隔振自动平衡光学平台上，使用高倍数码显微镜和CCD设备该观测了微型手术刀共振情况。实验发现，对称型微型手术刀在谐振频率处只有沿长度方向共振；半偏和全偏型微型手术刀沿长度和宽度方向都有共振，这与理论相符。最后设计了基于TMS320LF2407的DSP数据处理芯片和MAX038集成锁相环芯片的数据采集系统，设计了数据采集系统的硬件电路，并进行了DSP程序设计，得到了锁相环锁频结果，并将采集的电压信号仿真出了振动显示结果。此外锁相环系统还能还好的锁定检测到的压电信号频率，避免了外界振动和温度等凶素影响，为微型手术刀的医学应用提供了很好的实验依据。

关键词： 微型手术刀 压电驱动 振动信号采集 数字信号处理 体共振激发振动 PZT-4压电陶瓷片

作者: 徐加山 郭航

作者单位: 361005 厦门大学萨本栋微纳米技术研究中心

会议类型: 国内会议

会议名称: 2009年全国压电和声波理论及器件技术研讨会暨2009年全国频率控制技术年会

会议地点: 武汉

会议语种:中文

页码: 575-579

在线出版日期: 2009-12-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）