压电电机在医疗技术设备中的应用

压电电机具有体积小、精度高、功耗低和无磁性等固有优势,因此越来越多地应用于医疗技术设备中。

以下是压电电机在医疗技术中的一些主要应用领域:

代表医疗技术行业的插图

给药系统

  • 压电电机可用于微泵、纳米分液器和移液器等设备中,实现精确和可控的药物输送,甚至可输送到皮升体积。(LL06,LT20)

手术工具和机器人

  • 压电电机推动了显微外科和无创外科技术的发展。
  • 由于压电电机本身无磁性,磁共振成像设备中手术器械的移动精度高。(LT20无磁)
  • 人工耳蜗植入手术器械的亚微米控制。(LL06)
  • 在纳米机械组织诊断过程中,在纳米尺度上移动细胞分析杆。

诊断和成像设备

  • 压电电机用于超分辨显微镜或原子力显微镜等高分辨率显微镜应用中,具有亚原子分辨率和快速响应速度,可生成高质量图像并执行三维成像(Z-stack 采集)和快速聚焦。(LL06LT20LT40)

医用材料处理

  • 压电电机用于拾放系统和其他自动化设备,可精确处理精密医用材料。(LL06LT20)

压电电机能够在紧凑的非磁性封装中提供极其精确、平滑和受力控制的运动,这使其在广泛的先进医疗应用中具有极高的价值。 

压电电机具有结构紧凑、精度高和性能卓越等固有优势,因此在医疗技术(medtech)领域日益受到重视。

与传统电机相比,它们精度更高、结构更紧凑、适应性更强,因此非常适合越来越多的医疗应用。

以下是压电电机在医疗技术设备中的一些应用领域:

成像设备:

  • 共焦显微镜是眼科用于保证植入物质量的一种技术,在共焦显微镜中,压电电机可精确调节焦平面并执行表面扫描。
  • 压电致动器用于内窥镜的聚焦和控制。

手术器械和程序:

  • 在显微外科和无创外科领域,镊子、剪刀和钻头等生物医学微型工具正被改装成由压电电机驱动的微型机器人底座,从而实现精细而精确的运动。
  • 压电马达在机器人手术系统中发挥着关键作用,它不仅能实现手术机器人的精准运动控制,还能增强外科医生操作复杂组织的能力,使其能够以前所未有的精度进行操作。
  • 在放射治疗中,压电致动器可控制多叶准直器的各个叶片,确保辐射束精确对准肿瘤,同时最大限度地减少对周围健康组织的损伤。

给药系统:

  • 目前正在为给药系统开发由压电致动器驱动的微型泵。这些泵结构紧凑、能效高、药物释放可靠,能够精确控制剂量率(低至皮升)和持续时间。
  • 在微量给料和纳米给料应用中,压电致动器可用于泵送和分配微量液体或气体,且精确度极高。这种精度在专业实验室设置和药物管理中至关重要。
压电电机在这些应用中的优势包括
  • 精密和微型化:它们可以在纳米尺度上运动,而且可以做得非常小,因此适用于精细程序和嵌入式应用。
  • 更快的加速度和响应速度:压电器件可在微秒内做出反应,实现高加速度。
  • 无磁场干扰:它们不受强磁场影响,也不会产生电磁干扰,是磁共振成像兼容设备和装置的理想选择。
  • 无需维护或润滑:压电运动依靠的是晶体效应,没有旋转部件,因此可实现免维护操作和无菌功能。

压电电机技术仍在不断发展,未来有可能在医疗设备中取得进一步的进步和创新应用。压电电机能够在紧凑的非磁性封装中提供极其精确、平滑和受力控制的运动,这使其在广泛的先进医疗应用中具有极高的价值。