Hogyan működik az ultrahangos magzati szívmonitor piezoelektromos jelátalakító chipje? )

A piezoelektromos átalakító chip alapvető műszaki elve
Az ultrahangos magzati szívfigyelő precíz működése az energiaátalakítási mechanizmusban rejlik piezoelektromos jelátalakító chip . Az elektronikus jeleket és akusztikus jeleket összekötő kulcselemként a chip kétirányú energiaátalakítást valósít meg a piezoelektromos effektus alapján. Az elektromos jel bevitelekor a chip belsejében lévő piezoelektromos anyag az inverz piezoelektromos hatás miatt mechanikai rezgést kelt, és ezáltal meghatározott frekvenciájú ultrahanghullámokat bocsát ki; és amikor a magzati szív és a környező szövetek által visszavert hanghullámok hatnak a chipre, a pozitív piezoelektromos hatás a mechanikai rezgést felismerhető elektromos jellé alakítja. Ez az átalakítási folyamat képezi a magzati szív monitorozásának alapvető láncszemét, biztosítja a non-invazív detektálás megvalósíthatóságát, és az anyag belső tulajdonságain keresztül fenntartja a jelátvitel stabilitását. A nagyfrekvenciás hanghullámok kibocsátása és a visszhangok vétele zárt hurkot alkot. A chip közvetve tükrözi a magzati szív dobogásának törvényét, rögzítve a visszhangjel periodikus változásait, így az eredeti akusztikus adatokat a későbbi pulzusszámításhoz biztosítja. )
A piezoelektromos anyagok hatása a jelátalakító chipek teljesítményére
A piezoelektromos átalakító chipek teljesítménye nagymértékben függ a kiválasztott piezoelektromos anyagok jellemzőitől. A magzati szív monitorozására használt anyagoknak meg kell felelniük a nagy érzékenységnek és az alacsony zajszintnek. A nagy érzékenység biztosítja, hogy a chip képes rögzíteni a gyenge magzati szívverés visszhangját, különösen akkor, ha a magzat helyzete változó vagy a terhesség korai, és a jel még felismerhető; Alacsony zajjellemzők csökkentik az anyag saját vibrációja által generált interferenciajelet, és elkerülik az eredeti magzati szívjel szennyeződését. Az ilyen anyagok általában stabil piezoelektromos állandókkal és mechanikai minőségi tényezőkkel rendelkeznek. A terhességi monitorozás hőmérsékleti és páratartalmi környezetében meg tudják őrizni a fizikai tulajdonságok konzisztenciáját, és nem okozzák a jelátalakítás hatékonyságának csökkenését a külső körülmények ingadozása miatt. Ugyanilyen fontos az anyagok biokompatibilitása. Bár a chip nem érintkezik közvetlenül az emberi testtel, a csomagolás után a teljes eszköznek meg kell felelnie az orvosi biztonsági előírásoknak. Maga az anyag kémiai stabilitása csökkentheti a lehetséges biztonsági kockázatokat. )
A transzducer chipek alapvető funkciója a magzati szív monitorozásában
A magzati szív monitorozási folyamatában a piezoelektromos jelátalakító chipek kettős szerepet töltenek be: jelrögzítés és előzetes feldolgozás. Az általa kibocsátott nagyfrekvenciás hanghullámok irányterjedési jellemzőkkel bírnak, amelyek áthatolnak a terhes nők hasfalán és méhszövetén, pontosan fókuszálnak a magzati szívterületre, és csökkentik a környező szövetek szóródási interferenciáját a hanghullámokon. Amikor a hanghullámok olyan aktív interfészekkel találkoznak, mint a szívbillentyűk nyitása és zárása, valamint a szívizom összehúzódása, a visszhangjel rendszeres frekvenciaváltozásokat idéz elő. A chip ennek a változásnak a érzékelésével alakítja át az akusztikus jelet elektromos jelhullámformává. A hagyományos érzékelőkkel összehasonlítva a magzati szív monitorozására tervezett chip célzottan optimalizálja a jelszűrést, amely képes automatikusan kiszűrni az olyan irreleváns jeleket, mint az anyai érpulzáció és a légzési mozgás, és kiemeli a magzati szívjel jellemző frekvenciáját. Ez a szelektív felismerési képesség lehetővé teszi a későbbi pulzusszám számítási modul számára, hogy tisztább eredeti adatok alapján elemezzen, ezáltal javítva a monitorozási eredmények megbízhatóságát. ).
Klinikai biztonsági szempontok a chiptervezésben
A magzati szív monitorozásának sajátossága megköveteli, hogy a piezoelektromos jelátalakító chipeket többféle klinikai biztonsági szempont tervezésébe integrálják. A chip ultrahangos átviteli teljesítményét szigorúan a biztonsági küszöbön belül kell szabályozni, aminek elegendő észlelési képességet kell biztosítania, és el kell kerülnie a magas frekvenciájú hanghullámok potenciális hatását a magzati fejlődésre. Ezt az egyensúlyt úgy érik el, hogy optimalizálják az anyag energiaátalakítási hatásfokát, miközben csökkentik az átviteli teljesítményt, és a vételi érzékenység javításával fenntartják a felügyeleti hatást. A chip-csomagolási folyamat is a biztonságra helyezi a hangsúlyt. Az orvosi minőségű csomagolóanyagoknak fertőtlenítés-ellenállósággal és öregedésgátló tulajdonságokkal kell rendelkezniük annak érdekében, hogy a hosszú távú használat és az ismételt fertőtlenítés során ne szabaduljanak fel káros anyagok. A chip működési hőmérsékleti tartománya az emberi test tűrési tartományára korlátozódik, elkerülve, hogy a hosszan tartó munkavégzés során keletkező hő átkerüljön a megfigyelő részre, ezzel biztosítva a terhes nők és magzatok testi épségét.