射频功率放大器在微型超声换能器对血管冲击实验中的应用
【概述】
某研究团队使用射频功率放大器,搭建超声-冲击波仿体破碎实验系统。针对现有IVL导管易烧损及微泡屏蔽效应难题,本研究设计了平行导线式长寿命激发源,并集成微型超声换能器构建超声-冲击波导管,旨在实现冲击波稳定输出与治疗增效,验证其临床应用潜力。
实验名称:微型超声换能器对血管内冲击波钙化斑块治疗增效研究
实验目的:旨在验证平行导线式激发源的可靠性,量化微泡屏蔽效应影响,并探究超声联合流动干预的增效机制,特别是空化效应对钙化破碎的作用规律,以证实该方案的临床可行性。
测试设备:函数信号发生器、升压电路、高压差分探头、示波器、蠕动泵、自制换能器、超声接收探头、三维声场测试平台、ATA-8202射频功率放大器、水听器、频谱分析仪、超声-冲击波导管样机、钙化-明胶仿体、流动循环水箱及仿体碎片筛网分选装置。
实验过程:首先设计平行导线式激发源并完成280次稳定性验证;继而集成2MHz换能器制备超声-冲击波导管,经声场标定后,设置单纯冲击波、超声干预、流动清泡及二者联合等多组对照实验,同步采集冲击波与超声信号,结合频谱分析揭示空化效应与破碎效率的关联。

图1超声-冲击波仿体破碎实验平台示意图

图2冲击波强度测量平台/空化信号采集示意图
实验结果:该激发源连续工作280次后冲击波强度稳定在8.4Vpp±5%,无软组织损伤,寿命远超临床需求;联合干预增效显著:单纯超声使大碎片占比降11.29%,流动清泡提升至27.36%,而利用残留微泡诱导空化效应可使大碎片占比最高降低38.56%,且效果随空化时长递增,各项指标均满足临床应用要求。

图3仿体碎片分布情况(a)为实验前完整钙化仿体模型(b)为对照组的碎片分布情况(c)-(h)分别为实验组1-6的仿体碎片分布情况

(a)实验组3超声信号时频谱(b)实验组4超声信号时频谱
图4实验组3和实验组4的超声信号时频谱

(a)实验组5超声信号时频谱(b)实验组6超声信号时频谱
图5实验组5和实验组6超声信号时频谱
安泰放大器在此应用中的产品优势:
一、高功率输出与低谐波失真——驱动换能器产生高强度聚焦超声
二、宽频带与平坦响应——精准匹配换能器工作频段,保障超声信号时频谱分析准确性
三、高输出稳定性与长时可靠性——保障超声能量的稳定输出
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图:ATA-8000系列射频功率放大器指标参数
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