用于磁共振成像高压注射器的超声电动机的研究

研 究 论 著 I Thesis＆Research Report ·1 5· 用于磁共振成像高压注射器的超声电动机的研究 刘坤涛，周丽华，李华峰 ，陈 超，钟鼎苏 [摘要] 目的 ：研制一种磋共振 (MR1)高压注射 器使 用的超声电动机(USM)，该 电动机 大扭矩 、无 电磁干扰及可在 高磁 场中工作 方法 ：定子 、转子的尺寸和结构以输 出足够大扭矩 为前提 ，通过分析试验 ，选择 无磁性的摩擦 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 和电动机 材料 ，驱动电路 的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 采 用了滤波和屏 蔽等技术 ，确保成像频段 无电磁干扰。结果 ：安装该 USM 的 Mill高压注射器在 临床使用 中最高推 注造影 剂的速率达到 5．5 n】L／s，测试 的最大压 力为 2．1 MPa．在各种型号 1．5 T的磁 体附近 20 eIll内 XY-常工作 ．不影响 MRI图像质量 结论 ：该 电动机是 同直径电动机 中力矩 最大的 ，具有 大扫矩 、无电磁干扰及可在高磁 场 中场工作特点 ．很好满足 了MRI高压 注射 器的要 求，还可推广 用于 MRI环境 中的病床 控制、线圈 自动调谐等。 [关键词] 造影剂增强 MRT；高压注射器；超声电动机 [中国 图 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 资料分类号】 rH774；R445 I文献标识码] A 【文章编号】 1003—8868(2011)03—0015—05 Study on Ultrasonic notor for MRI Injectors LIU Kun—tao ．ZHOU Li—hua ．LI Hua—teng ．CHEN Chao ．ZHONG Ding—su (Longgang Center 1 tospital，Shenzhen 5 1 8 l 1 6，Guangdong，China) Abstract Obiectlve To develop all uhrasonic nlotol for MRI injeetors．The special ultrasonic motor can meet all the re(1uilClllents of MRI injectors，lbr instance，outputting high tolque．with no electromagnetic interference and may work nornmll~in high magnetk·intensity environments．Methods Fhe required torque determined the design of the stator and H)to r_ tellOil of 1OW SUrfh(·e energxr was seleeted as friction material and brass of abrasion resistance as nlotor material for I)f’m (1f thenl should be non—magnetie．The filte r ing and shield techniques were applied to design the motor driver to avoid anvⅢrise for MR1．BesOm l'he injector equippedⅥith the special motor could deliver contrast medium in a maximum flow rate ot 5．5 nlUs with pressule of 2．1 MPa．It~orked perfectly near the magnet of 1．5 Tasla and there was no any intert~’ellce to MRI．Conclusion The special designed ultrasonic motor is of high torque．no electromagnetic interference． al1({UO interl>renc~-which are require(1 by MRI inlectors．It call be used in control of MRI patient table or automatic tuning (1f MR coil f0r its unique advantage．[Chinese Medical Equipment Journal，201 1，32(3)：15-19] Key words COlltTast medium——enhanced MRI；high pressure injectors；ultrasonic nlotor 1 引言 造影刹增强 MRl(CE—MRI) 玎提高不同组织的对 比度 ．清 楚地显现 柴些 常规成像 1l掩蔽的病变 ，大幅嗖提高 r MRI 的灵敏度，勾医生提供更多诊断信息以发现病变特别是早期 病变的组 ll—l随着 MR 陕速成像技术的发展和多种 MRT造 影剂的问世，CE—MR[已经足磁 振成像常用的扫捕方法 为 r取得 满意的 CE—MRI图像 ，特删 是对于 MRI多期增 强扫 捕 、造影剂增强 MRI皿管造影成像 (CE—MRA)和动态 MRI灌 注战像等技术 ，必须采』f】 岛 注射器推注造影剂 、 根据临 『禾应 j+]要求 ，MR!高 注射 器需 描时给 患者 }佴汁造影 刷 ， 此它安装 辟蔽室 内}{．靠近磁体的位置 。医用 磁共振 战像 (MRI)足基 r氧原 子核 磁场 巾受外部 [．armor 频 的射频脉 冲激励发生 振l后 ，从高能状态恢复到稳定状 态时以电融波释放能 的原理 何 Lj磁场强度 和电融波关 联的f★i隶，邯会对成像质量产生影响 列 MRI高 注射器的基奉 要求 是 ： 基 金项 目：1日家 自然科学 基金(50407004，50735002) 作者 简介：列坤街(197l一)，男 ，J 尔揭 人 ．主要从 事嗷共振成像高压注 射器 怕蒯 声电动机方面的研究 f怍， ：一l㈣il：LG84806933@I26¨ JrI1；刷 叫 #(1983～ ．堑．广东歼 人 ．助理 I‘程 帅．主受从事磁共振 成像 高 注 射 器f内超r{tf乜功 l，J向的 研究 I．n 作者单位 ：51 81l6 广 深圳 深圳 lff 岗【}]心 医院(刘川i涛 、周 刚 #)； 51 8067 广东深圳 深圳 i 信冠医疗器械有限公司(钟鼎苏 )；210016 南 京 l钶求航空航 人 、#精密驱 动研究所(李华峰 ) 通讯作者 ： Ⅲ华，电话 ：0755—84806933转 3735 (1)不能带有会影响磁 场的铁磁性部什。因为引进新的铁 磁性物质 仅会影 响磁场强度和均匀性 ．还会因为强磁场对 钦磁性物质的吸力带来人身安全风险。 (2)任强磁场 、变化 的磁场梯度和射频脉 冲的十扰巾电气 部件能够 正常工作 。 (3)正常工作时必须不辐射影响成像的电磁波 临床 上还要求 MRI高压注射器有足够大的水力 ，以满足 功能成像 时最大到 5 HiL／s的速率。双针筒设计用于推 注不 同 的造影剂实现 CCE—MRI(combined contrast enhanced．MRI)和 用于分别推注造影剂和生理盐水等 ，以减少造影 剂伪影及充 分利刖造影剂 推注 电动机是 MRI高压注射器关键部件之～。传统的电 动机是用强铁磁性材料组 成 ，必须经过复杂的磁屏蔽和 电磁 屏蔽才能存 MRI扫描时工作， 则其射频f扰所产生的伪影 会使 图像 失去 诊断 价值 。而 超声 电动 机 (ultrasonic motor， USM)是使用功能陶瓷材料构成 的一种新型电动机 。它利用压 电陶瓷 的逆压 电效应 和超声振动 ，将弹性材料 (定子 )的微 变 形通过共振放大和摩擦耦合转换成转子的宏 观运动[5-7I。由于 其独特的运行机理 ，USM 具有 传统 电磁式 电动机不具备 的优 点 ：结构简单 紧凑 、低速大转矩 、不需减速机构 、形式灵活多样 等 ，特别 是它不产生 也不 受电磁干 扰的优点 ，使其 成 为 MRI 环境中运转 部件 的最优选择 USM 的大力 矩特 点是相 对同 尺 寸的传统 电动 机而 言。 医疗卫生装备 ·2011年 3月第 32卷 第 3期 Chinese Medical Equipment Journal·Vo1．32·No．3‘March·2011 Thesis＆Research Report l研 究 论 著 MRI高压注射器中的电动机必须在较高速转动时有大扭矩的 输出，这是研制 中要解决的难点 。USM 不产生也不受 电磁干 扰的优点也仅对电动机本身 ，但 USM 的驱动电路有可能产生 电磁干扰或受 电磁干扰不能正常_[作甚至损坏 。本文介绍 了 MRI高压注射器用大力矩超声 电动机的定、转子设计 ，驱动电 路设计和摩擦材料选择方面的研究。 2 定子设计 行波型旋转超声电动机的性能与定子的振动特性有很大 关系。而定子的振动特性又主要取决于其结构参数。这些参数 主要包括定子结构尺寸 、定子的材料 以及行波型旋转电动机 工作模态等[81。 定子 的结构尺寸主要包括定子的 内外径 、基体厚度 、齿 高 、齿数、齿宽 、齿槽宽等。 2．1 定子尺寸的确定 在其他条件相同时，超声电动机的极限转速、输出力矩以 及输 出功率与定子的外径可近似为较简单的关系。 超声电动机在理论上 的极限转速 由定子驱动 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面质点沿 周向的速度确定[91。当转子在驱动半径处与定子的波峰点无 相对运动时．即在该处转子的线速度达到了定子沿周 向的速 度幅值，超声 电动机达到极限转速，由此可得超声电动机理论 上极限转速为 ： ， ’ V =30hnto Wo／(订r=) (1) 其中 ， 为超声电动机 的转速 (r／rain)； 为定子上驱动点沿 轴向振幅 ；∞ 为电动机的工作频率 ；r为驱动点距离转轴 中心 的距离。从 (1)式可以看出，在转速因 c 子一定时 ，超声电动机的 极限转速与定子驱动点到转轴的距离平方成反 比【l0 II]。由于 定 、转子的接触区域一般就靠近定子的外缘 ，也就是 说超声电 动机 的极限转速与定 子的外径平方成反 比。 定子的外径也直接影响到超声电动机输出的力矩。一般 说来 ，定子的外径越大 ，超声电动机输出的力矩也就越大 。由 于定 、转子之间接触区域的径 向宽度较窄 ，因此 电动机 的输出 力矩为 ： 一 N r ／ Ar j sgn( s—V dA (2) l A fe) 其中 ， 是接触半径 ；r是接触宽度 ； 是定子周 向速度 ；V 是 转子周向速度 ； 是摩擦力 ；积分区间 A(e)表示齿 e对应 的 接触面积。从(2)式 可看到 ，电动机的转矩与外径的平方是成 正比的。图 1是不同外径 的超声电动机所测试 的机械特性 曲 线 半径／m (a) 半 径 ／m (b) ≥ 蛩 春 (C) 【d， 图 1 试验测得不同直径超声电动机的机械特性 对于定子的内径来说 ，既不能太小也不能太大。如果定子 的内径太小 ．就会使得更多的能量传递到定子内部 的定子内 支撑板上而消耗 ：若内径太大 ，定子基体环就 比较窄 ，压电陶 瓷环 的宽度也就较小 。此时 ，压电元件的换能效果会被削弱 ， 不利于输出较 大力矩 ．超声电动机 的输出功率相应会较小 ，同 时定子的固定也会遇到困难 。此外 ，定子 内外径的确定还要考 虑到压电陶瓷元件加丁所受 的限制。 根据上述 的分析以及 MRI高压 注射器对电动机功率 的 要求 ，确定定子外径为 60 mm，内径为 44 mm。 2。2 定子基体厚度的确定 定子基体的厚度对超声电动机定子振动的动态特性 的影 响较 为显著 ，它直接影响模态频率和振 幅大小。基体的厚度越 大 ，定子的刚度增加 ．相同阶次的模态频率越高。为了避免工 作时产生噪声 ．其T作频率要选择在超声频带，此时可通过选 择适度的基体厚度来保证 。为了防止工作模 态的频率太高 ，基 体也不宜过厚 ，否则在激励条件不变的条件下 ，相应 的振幅也 就小 ，会影响超声 电动机的输 出力矩以及整个电动机 的输出 性能 。 2．3 定子齿尺寸的确定 由理论分析可知 ．增高定子齿 可以放大定子表面质点 的 周向振幅，从而提高转速。但是 ，齿太高 ，又会使得输 出力矩有 一 定的下降，如图 2、3所示。同时 ，齿太高 ，在接触区域内 ，定 子质点沿周 向速度变化也就更大，会降低超声 电动机的输 出 效率。而且当定子齿太高时，定子振动的非线性特性会增强， 导致 电动机更容易出现堵 死现象I 21。这一点在超声 电动机设 计时也是应该注意的。 量 g 瞎 铽 州 督 齿 高／mm 图2 电动机的空载转速 随定子齿高的变化 基 0 样 驽 齿高／nml 图 3 电动机的堵转力矩 随定子齿高的变化 定子齿 的齿数和齿宽是相互关联 的。为了减小由定子齿 给两相工作模态 的不一致所带来 的弊端，最好将定子齿的数 目设计成T作模态节径数的倍数 ．并且在粘贴压电陶瓷元件 时将 陶瓷片的分 区界线对准齿槽的位置。定子齿和槽宽度越 · 医疗卫生装备 ‘2011年 3月第 32卷 第 3期 Chinese Medical Equipment Journal·Vo!．32·No．3·March·2011 研 究 论 著 I Thesis＆Research Report ·1 7· 小 ，越能提高超声电动机转速 的平稳性 。同时 ，齿和槽宽 的减 小 ，还使得定 、转子接触面积增大，有利于提高输出性 能。但是 受到加 1 的限制 、槽宽也不 可能太小 ，如果 齿宽小于 O．3[nn1． 加工就会遇到困难。最终确定电动机工作模态为 B09，定子齿 数为 72 2．4 定子 (金属 )材料 超声 电动机定子材料要求 耐磨 、导热性好 、热膨胀系数小 (最好接近压电陶瓷材 料的热膨胀系数 )、质量轻 、有较好的 艺性且价格 便宜 符合这些 条件 的金属材料很 多 ，但考虑 到 该电动机是用于磁共振成像 场合 ，最 终选择定子 的金 属材 料 为黄铜 。 3 转子设计 超声 电动机运 行时 ．为了使定 、转子之 间有一 定的预 压 力．一般存转子一L施力II一个碟形弹簧。利用弹簧的变形来保持 定 、转子 问的接触压 l力，如图 4所示 。转子在电动机运行 时的 变形很小 ，可 以忽略不计 ，习惯 七称这样的转子为刚性转子 。 但这种 电动机 在运行时 ，定子与转子 的接 触面并不是平 面 加之定于振 动时 ，径向滑动速度很 大 ，这佯就会增加 电动 机 自己的能量损耗 、为了改进定 、转子 间的变形匹配 ，减少径 向的滑动能量损 耗 ，我们改进了转 子的设计 ，使得转子较为柔 软 ，且随着定子变形 而有些变形I”J。这样 ，在转子上也就没有 了压簧 ，如图 5所示。该设计直接通过转子 的变形来提供定 、 转予之间的正压力 。为了区别这种新 型转 子与传统转子 ，把 这种考虑变形的新 型转子称之为柔性转子 。显 然 ．通过柔性 转子设 计可以增加定子与转子之间的径向接 触范 围。从公式 (2)可以看 出．通过增加 可以提高 电动机 的输出力矩 。因此 ， 为 了保证 电动机有较好 的负载能力 ，我们采用 了恰 当的柔性 转 子没汁 调 摩 图 4 采用刚性转 子的超声 电动机 图 5 采用柔性转子的超声电动机 3．1 刚、柔 2种转子与定子接触 状况对 比 超声 电动机是 依靠定 子上做椭 圆运 动的质点 来推 动转 子 ．从 而输 出力矩的 ．．如果定 子上起推动作用的质点数 目越 多 ，则转子获得的推 动力矩就越大 ，因此 ，定 、转子在径 向上的 接 触状况 也影响到电动机 的输 出力矩和转速 。 由于不 同半径上 的定 子质 点其轴 向振 幅是不 同的 ，半 径 越大的质点 ．其轴 向的位移也越大 。为 了保 证定 、转子在径向 上一定的接触面积 ，转子也应该有一定的变形 ，以保持与定子 的振动变形相匹配 。这样就能有较大的输出力矩 和转速 。 当转 子刚度较大时 ．预压力 的作用使 转子上 的压簧发 生 变形 ，转子基本不发生变形 ，其底 面仍然保持平面。此时 ，定 、 转 子仅存外 圆上有很 少的一部分接 触，如图 6所示 ，且接触面 积较小 ，影 响了超声 电动机力矩的输 出。 对于柔性转 子 ， 在预压力 的作用 下 ， 转子 会 发 生 弹性 变 形 。如果设计合 理 ， 在 预压力 的作用下 、 转子 的径 向变形 会 与定子的变形一致 ， 从 而保证定 、转子在 径 向有 良好 的接触 ， 如图 7所示 。 3_2 刚 、柔 2种转 子 图 6 刚性转子时．定、转子接触状态 一 图 7 柔性转子时．定 、转子接触状态 子对 电动机输 出力矩和电动机运行效率的影响 由于刚性转子的结 构刚度较大 ．转子的振动很难被激发 出来 。因此 ，刚性 转子上质点 的运动可以认 为只有转轴的转 动 由理论分析可 知．在接触区域 内定 、转 子的速度分布会影 响摩擦力的方向和摩擦损耗 ，从而影响电动机 的输 出力矩和 效率。因此 ，通过正确的柔性转子设计可以改善超声 电动机的 机械性能。 仅考虑一个波长 的情况 ，对 比刚性转子与柔性转子 2种 情况下的接触界面力 ，如图 8所示 。从 图 8可以看出 ，由于柔 性转子在绕 电动机转 轴旋 转的 同时 自身还产 生弹性变形 ，改 变 了摩擦力的分 布，使得在定 、转子接触界面上摩擦力沿圆周 方向增大 ，沿径 向减小。因此 ．柔性转 子更有利于定子驱动转 子 ．增加 电动机的输出力 矩和提高效率 。图 9为实验所得的刚 柔 2种转 子的机械持性 曲线 。 O．OI5 0．010 乏 0 005 0 蕞一0．005 陌 一 O 010 0 一O．015 封 一0020 恒 一0 025 巡 一 0．030 i刚性转子时摩擦 力周向分量 2．网0性转子时摩擦 力径 向分量 3．柔性转子时摩擦 力周向分量 4柔性转子时摩擦 力径 向分量 。。 — _ —亩— — — 0 沿圆周的角度坐标／(。) 图 8 刚 、柔 2种转子接触区内摩擦 力分布 4 摩擦材料研制 摩擦材料是影响超声 电动机性能的关键材料之一 。选取 超声电动机 摩擦材料 的总 体原则是要 求具 备合适 的摩擦系 数 、较好的耐磨特性 、不产生摩擦 噪声和适当的硬度 。 目前 ．超声 电动机用摩擦材料主要有 以下几种类型 ：橡胶 基 、翅料基 、陶瓷涂层 、粉末冶金和金属镀层等 。由于定 、转子 间的摩擦力一部分是转 子运转 的动力 ，还有一部分是摩擦损 耗 ，而这种摩擦损耗会消耗定子振动的能量 ，降低 电动机运行 的效率 因此 ，定 、转子间的摩擦材料的摩擦系数也并非越大 越好 。虽然摩擦 系数越大 ，电动机 可能会输出更大的转矩 ，但 医疗卫生装备 ·2011年 3月第 32卷第 3期 Chinese Medical Equipment Journal·Vo1．32·No．3·March·201 1 ·1 8· Thesis＆Research Report l研 究 负载转矩 图 9 刚、柔 2种转子超声 电动机输出特性 髂 是摩擦损耗也相应增大 ，效率也就随之降低 。定 、转 于是一个 摩擦副 ，在选用摩擦材料 时，不仅要考虑摩擦材料的磨损 ，还 要考虑与其相接触元件 的磨损也不能太大。摩擦材料在选用 时还应该注意其弹性模量。弹性模量越大，在一定的预压 力 下，定 、转子间的接触区域也就越小。同时 ，定子振动的非线性 跳跃现象也就越严重 ，电动机运行的稳定性也就越差 摩擦材 料也不能太厚 (一般取 0．2～O．3 mm)，摩擦 材料太厚 ，小仅不利 于摩擦界面上热量 的散失 ，还会改变摩擦界面的性能 另外 ． 摩擦材料不能与定子材料发生粘着现象 。存装配好的电动机 中，定 、转子在 预压力 的作用下紧贴存一起 ， 且定子上还存 在定子槽 ，如果摩擦材料的性能不好 ，它就容易与定子材料粘 贴在一起 ，这样就会出现存放时间较长的电动机很难 启动的 情况 。综上，该电动机选用低表面能的聚四氟乙烯基摩擦材 料。 5 驱动电路的 MRl兼容设计 MRI的基础磁场强度 Bo、最 大梯度斜 率 Gmax和最大成 像 区域 FOVmax决定了磁共振信号的频率范同 ，其关系如下 ： "= 0 4-△ =y(Bo±CmaxFOVmax／2) (3) 其中 ， 是原子核的旋磁 比，氢原子核 =42．58MHz／T 目前 ，I临床使用的 MRI系统 磁场 强度从低场强永磁型 0．15 T(更低场 强的基本淘汰了)到超 导型 3 T，悌度斜率小趟 过 100 mT／m，成像区域不超过 50 cm，对应的 范围为 6-38～ 127．74 MHz，／k"约为 1 MHz。超声电动机 的驱动电路存 5-38 MHz和 l28．74 MHz频率段 的干扰水平必须低于 30 dBuV． 为最大限度减少干扰的引入 ，驱动器采用电池供电．．驱动 器 的设计综合考虑了成像频率段低射频 干扰 、抗射频干扰和 强磁场内不受影响。主要措施是 ：(1)选择最高频弓夏为输出时 的 40 kHz正弦波 ，其功率输 出采用变压器 隔离方 式 ．主要 的 部件采用较慢的上升时间和下降时间，最大可能减低高次谐 波的幅度 ；(2)变压器的铁芯材料取其饱和磁感应强度 Bm 的 下限值 ，保证在磁场中不会饱 和 ；(3)电路板布线 中遵循数字 信号线和模拟信号线分开 、强弱信号分开 、直流电源线 正交 、 接地线尽量宽的原则 ；(4)所有输入输出加旁路 电容 图 10和 图 11分别是在 MRI兼容设计前后驱动器工作 时水模成像用 于测量图像 的信噪比 5 。 图 10 驱 动 器 MRI兼 容 设计前水模图像 图 11 驱动器 MR 设计后水 ^ = Smean／Nsd 其 中，Snlean足信号平均值 ；Nsd是噪声均方根 。根 现有数据计算 ：图 l0的 SⅣR=21．6，网 11的 SⅣ =29： 21．6是 无法获得满足临床诊断的图像．而 A =29： 比较满意的数值 。 6 实验结果 最终研制 的超，再电动机如图 12所示 电动机实 图 13所示 ，其最大功率为 l3W：安装该 USM的 MR 射器干扰水平测试结果如图 14所示。 图 12 研制的大 力矩超声电动机 ／ l ＼ ／ ／ 夕 ， ／ ／ 已 ／ l／ ， ／ I ，／ ／ ／／ ⋯} fr | ／ ， 一 一一 ／ { ， } } ／ ＼ ，． ， M|N·m 图 13 超声 电动机的机械特性 安装该 USM 的 MRI高压注射器 临床使用巾虽 造影剂的速率达 到 5．5 mL／s，测 试的最大压力为 310 ps 6．89 kPa)，是同直径电动机巾力矩最大的： · 医疗卫生装备 ·2011年 3月第 32卷第 3期 Chinese Medical Equipment Journal·Vo1．32·No．3·March·2011 蛐 ∞ 加 啪 ∞ 如 研 究 论 著 l Thesis＆Research Repo~ ·1 9· ＼ 、 ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ 』 l 4 I I l y ．山 1 ———— ／V 一 ‘ ～ 7 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 本文从定子 、转 子的结构 设 计 、驱 动器 和材料选 择等方 面进行研究 ．最终研制 出用 于 MRI高压注射器用 的大力矩超 声 电动机 ．．实验结果表明 ．该 电动机 满足了临床对 MRI高压 注射器的技术要求 ，也 为 MRI环境 中的运动部件的动力源提 供一 种更 为 町干亍、方便 和简单 的实现方 案 ，将 有助 于推动 MRI机器人 、电动手术器材 、电动轮椅 、病床 和微量 注射器等 快速发展。 【参考文献】 j 1 1 Saddik D，Frazer C，Robins P，et a1．Gadolinium-enhanced three— dimensional MR portal venography[J]．AJR，1999，172：41 3-417 ( ●上接第 14页●●) 本文对各个 电极 系统在测量过程巾随时间变化 的稳定性进行 了比较分析，通过测量拒绝率来评判 电极的稳定性。测量拒绝 率较大的电橄 蜕明其稳定性较差。本文利用 16电极法对被试 者颅脑 进行 1 h连续 的阻抗测量 ．并分 别统计 出波动信号 占 测量基线 的比例 结果显示 ．A、R的测量拒绝率 相对较低 ，稳 定性较高 ，适用 于脑部 EIT测量 ；C、E、F、D拒绝率 相对较大 ， 稳定性 较差一 通 过 电极 B(盘 状 Ag／AgC1粉 末 电极 )和 电极 E(片 状 Ag／AgC1粉末 电极 )的总体 性能 参数可 以看 出 ，在 相 同材 质 下 ．电傲 形状 的不 同列 电极 系统 的总体 性能 会产 生一 定 的 影响 。 脑部 EIT的电锹系统在设计 的过程 巾，除了考虑接触 阻 抗 、信噪 比、一致性和稳定性 等性 能外 ，在 电极支持部件 和外 部结构设计上 ，应该 充分考虑临床操作中方便快捷 、稳 定有 效 的要求 。例如 ，将 电饭系统制作成电极带或者 电极帽 的形式 ， 以便电极快捷有效的安装 。 5 结论 本研究结果表 明，电极 B具有相 对最优的综合性 能 ，即 盘状 Ag／AgC1粉末 电极具有较低的接触阻抗 、较高 的信噪 比 以及 良好的一敛性和稳定性 ．相对其他类型的 Ag／AgCI电极 ， 更适合脑部 EIT的使用 。因此 ，在进一步的优化设计和加工 后 ．盘状 Ag／AgCl粉末 电极有可能提供较 ECG电极更 为准确 — — — — — — l 一 — l — — — — 一 手 { ’ ———_一 ． ／、 》 ．i 舻 、 Frequenc)／Hz 图 14 MRI高压注射器传导干扰和辐射干扰 f2] Ueha S，Tomikawa Y，Knrosawa M，et o1．Ultrasonic motors：theory and applications[M[．USA：Oxford University，1993：501—505． [3] 朱华 ，陈超 ，赵淳生．一种微型柱体超声 电动机 的研究【JJ．巾国电 动机 工程学报 ，2006，26(12)：128—133． [4】 李华峰，辜承林．大转矩行波型超声波电机的研制[JJ．中围电机 工程学报，2002，22(8)：67—70． [5] 曾劲松，姚志远 ，赵淳生．超声电机中的非线性现象的研究[J1l中 国机械 丁程 ，2006，17(10)：1 047一l O51． [6】 陈超，赵淳生．柔性转子对行波超声电动机性能的影响【JlI．机械 工程学报 ．2008，44(3)：】52～】59． (收稿 ：2010—08—31 修 回：2011—02—30) 的采集数据 ，为脑部 EIT在 神经科学领域的深入研究提供优 良的技术基础。 [参考文献] [1】 董秀珍．生物电阻抗技术研究进展【JJ．中同医学物理学杂志， 2004，21：31～44． [2] 代萌，董秀珍，尤富生，等．Ag／AgC1粉末电极和镀层电极在脑部 EIT测量中的比较研究fJJ_医疗卫生装备，2008，29：7-11． 【3] Tidswell，A P Bagshaw，D S Holder．A comparison of headnet elec— trode arrays for electrical impedance tomography of the human head l J1．Physio1．Meas．，2003，24：527-544． [4] 尤富生 ，董秀珍 ，史学涛 ，等．电阻抗 断层 成像 硬件 系统的初步研 究l JI．中国体视学与 图像分析 ，2003(2)：114—118． [5] McAdams E T，Jossinet 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