射頻功率放大器在微型超聲換能器對血管沖擊實驗中的應用
【概述】
某研究團隊使用射頻功率放大器,搭建超聲-沖擊波仿體破碎實驗系統。針對現有IVL導管易燒損及微泡屏蔽效應難題,本研究設計了平行導線式長壽命激發源,并集成微型超聲換能器構建超聲-沖擊波導管,旨在實現沖擊波穩定輸出與治療增效,驗證其臨床應用潛力。
實驗名稱:微型超聲換能器對血管內沖擊波鈣化斑塊治療增效研究
實驗目的:旨在驗證平行導線式激發源的可靠性,量化微泡屏蔽效應影響,并探究超聲聯合流動干預的增效機制,特別是空化效應對鈣化破碎的作用規律,以證實該方案的臨床可行性。
測試設備:函數信號發生器、升壓電路、高壓差分探頭、示波器、蠕動泵、自制換能器、超聲接收探頭、三維聲場測試平臺、ATA-8202射頻功率放大器、水聽器、頻譜分析儀、超聲-沖擊波導管樣機、鈣化-明膠仿體、流動循環水箱及仿體碎片篩網分選裝置。
實驗過程:首先設計平行導線式激發源并完成280次穩定性驗證;繼而集成2MHz換能器制備超聲-沖擊波導管,經聲場標定后,設置單純沖擊波、超聲干預、流動清泡及二者聯合等多組對照實驗,同步采集沖擊波與超聲信號,結合頻譜分析揭示空化效應與破碎效率的關聯。

圖1超聲-沖擊波仿體破碎實驗平臺示意圖

圖2沖擊波強度測量平臺/空化信號采集示意圖
實驗結果:該激發源連續工作280次后沖擊波強度穩定在8.4Vpp±5%,無軟組織損傷,壽命遠超臨床需求;聯合干預增效顯著:單純超聲使大碎片占比降11.29%,流動清泡提升至27.36%,而利用殘留微泡誘導空化效應可使大碎片占比最高降低38.56%,且效果隨空化時長遞增,各項指標均滿足臨床應用要求。

圖3仿體碎片分布情況(a)為實驗前完整鈣化仿體模型(b)為對照組的碎片分布情況(c)-(h)分別為實驗組1-6的仿體碎片分布情況

(a)實驗組3超聲信號時頻譜(b)實驗組4超聲信號時頻譜
圖4實驗組3和實驗組4的超聲信號時頻譜

(a)實驗組5超聲信號時頻譜(b)實驗組6超聲信號時頻譜
圖5實驗組5和實驗組6超聲信號時頻譜
安泰放大器在此應用中的產品優勢:
一、高功率輸出與低諧波失真——驅動換能器產生高強度聚焦超聲
二、寬頻帶與平坦響應——精準匹配換能器工作頻段,保障超聲信號時頻譜分析準確性
三、高輸出穩定性與長時可靠性——保障超聲能量的穩定輸出
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圖:ATA-8000系列射頻功率放大器指標參數
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