醫(yī)學(xué)微機(jī)械動力源——USM

當(dāng)前在生物醫(yī)學(xué)微機(jī)械系統(tǒng)領(lǐng)域研究的主要問題是要尋求微小的、能長期運(yùn)行的動力源，以及將藥裝入膠囊或封裝，并進(jìn)行校驗(yàn)和監(jiān)測。用微制造技術(shù)制造出來的藥品傳送裝置及其系統(tǒng)目前己有許多先進(jìn)的技術(shù)，特別是在通過微探針傳送藥物和注入人體內(nèi)藥物的釋放方面已有很多應(yīng)用。用于藥物傳送的射流微系統(tǒng)包括微型超聲電機(jī)或微壓電泵、電泳膏藥和智能藥丸。超聲電機(jī)作為微型醫(yī)療器械的動力，將牽引醫(yī)療器械引向人體內(nèi)部或向人體傳送藥物。USM在醫(yī)療設(shè)備中大顯神通

在基因移植和人工受精的操作過程中，將一微小吸管插入細(xì)胞質(zhì)是不可缺少的一項(xiàng)操作。當(dāng)采用傳統(tǒng)的水壓作動器操作時，由于細(xì)胞膜的彈性，使整個細(xì)胞會發(fā)生很大的變形，這種過大變形會對細(xì)胞核造成傷害。日本Higuchi 的實(shí)驗(yàn)室研制出了一套細(xì)胞操作微處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用了沖擊式直線型超聲電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)的動作，使細(xì)胞膜沒有產(chǎn)生大變形。

多自由度超聲電機(jī)也應(yīng)用于外科手術(shù)方面。日本慶應(yīng)大學(xué)的竹村等將研制的圓柱形多自由度超聲電機(jī)應(yīng)用于外科鉗子，并提出用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法來控制鉗子的轉(zhuǎn)動角度。

在膠囊內(nèi)窺鏡中，如何控制鏡頭的轉(zhuǎn)動和調(diào)焦和一個難題，利用新的壓電管型超聲微電機(jī)為解決這一問題提供了辦法。關(guān)鍵的改進(jìn)在于利用中空壓電陶瓷管超聲電機(jī)和帶有聚焦面的棱鏡。將光纖插在中空超聲電機(jī)內(nèi)部，光線經(jīng)自聚焦透鏡準(zhǔn)直后由棱鏡反射，直至出射時才經(jīng)一個非球面聚焦。電機(jī)工作時可帶動自聚焦透鏡和棱鏡同時旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)形掃描。這可顯著縮短光學(xué)系統(tǒng) 工作距離， 提高橫向分辨率。同時由于光纖與電機(jī)位于同一側(cè)，縮短了探頭長度，避免了電機(jī)導(dǎo)線遮擋成像等問題。

USM非常適用于核磁共振

由于超聲電機(jī)有自身不產(chǎn)生磁場，也不受磁場干擾的特性，因此非常實(shí)用于核磁共振。病人在進(jìn)行核磁共振檢查時，需要注射藥液，注射時要求恒速推進(jìn)， 方式是電機(jī)恒速驅(qū)動，但傳統(tǒng)電磁電機(jī)自身會產(chǎn)生磁場，干擾成像。而采用超聲電機(jī)則不會。

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核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)由清華大學(xué)物理系相關(guān)教授、博士生導(dǎo)師和洛陽本地部分高級工程技術(shù)人員組成，團(tuán)隊(duì)成員曾發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文，且多項(xiàng)技術(shù)處于國際、國內(nèi)領(lǐng)先地位，超聲波電機(jī)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富，是目前國內(nèi)超聲波電機(jī)研究領(lǐng)域中的學(xué)術(shù)帶頭人。

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