Strukturele ontwerp van HIFU skikking element behandeling

Die ontwerpparameters van die HIFU piezo-keramiek beïnvloed die werkverrigting en produksiekoste van die stelsel direk. Hierdie vraestel is gebaseer op die bestaande hardeware fondament van die laboratorium, gebaseer op die sferiese kroon ultrasoniese skikking model, die basiese ontwerp van die sonde parameters word voorgestel. (1) Wanneer die sonde ontwerp word, moet ons die prestasieparameters van die lanseringstelsel in ag neem. Die aantal kanale wat die sendermodule van die HIFU-behandelingstelsel gebruik het, is 128. Daarom, wanneer die ontwerp van die Hifu piëzo-elektriese keramiek-omskakelaar , gekombineer met die strukturele eienskappe van die ultrasoniese skikkingsmodel wat hierdie keer ontwerp is, is die resonansiefrekwensie van die skikkingselement 'n baie belangrike ontwerpparameter. In die ontwerp van HIFU-sonde is die werkingsfrekwensie van die sonde gewoonlik tussen 0.5MHz en 4MHz. Ons het 2MHz as die resonante frekwensie van hierdie sonde gekies.

(1) Die radiuskromming R van die kroon sferiese HIFU-skikking word gekies om 60 mm te wees in hierdie ontwerp.

(2) Bepaling van die reeksrandlengte van die skikkingselement volgens die grootte van die kliniese behandelingsarea. Die straalwydte by elke diepte van fokus in die Hifu piëso-elektriese kristalsonde word gedefinieer as die FLHM volle ROI, waar ROI die grootte is van die behandelingsgebied van in die dwarssnit van die akoestiese straal. Volgens die kliniese vereistes, word die grootte van die sputum area behandel deur die sonde in hierdie ontwerp is ingestel op ROI>10mm, sodat FLHM>10 gekombineer word met die bogenoemde formule kan 'n<3.2mm verkry.

(3) Bepaling van die reeks parameters Dcenter en PzTEdgeL in die sferiese kroon van ultrasoniese skikkingsmodel om te verseker dat die skikkingsmodel, wat nie skikkingselemente oorvleuel in hierdie reekse nie. Vir die sferiese kroon-ultrasoniese skikkingsmodel, wanneer die R 60 is, om te verseker dat die skikkingselemente nie oorvleuel nie, en die parameters van die ultrasoniese hoë fokus piëzo is almal 1. 7PZTEdgeL.

(4) Na die bepaling van die N, R, F waardes, pZTEdgeL<3.2, begin Dcenter/pZTEdgeL vanaf die minimum waarde van 1.7, en bereken die klankveldkenmerke (maksimum defleksiereeks, brandpunt) van die skikking in alle gevalle van 1.7, pZTEdgeL<3.2. Op soek na die vultempo, Die sferiese kroonoppervlak is die hoogste, die brandpuntafstand is die kleinste, en die defleksiereeks is die grootste. Die DCenter/PzTEdgeL word met 0.1 verhoog, en die bogenoemde berekening is voortgesit. Dieselfde uitstekende oplossing van ultrasoniese hoëfokus-piezo word in die huidige berekeningsresultate gevind, en die twee uitstekende oplossings is twee keer uitgevoer. Ter vergelyking is die oplossing met die hoogste vultempo die kleinste fokusgebied en die grootste defleksiereeks word gekies. Deur die iteratiewe proses voort te sit totdat die optimale oplossing gevind is.In hierdie ontwerp het ons die klankveldkenmerke van 64 skikkingstrukture met verskillende skikkingsontwerpparameters bereken, waarvan die parameterinligting 64 skikkings is. Ten slotte, deur die klankveldinligting van 64 skikkings te vergelyk, word een van die mees effektiewe skikkingstrukture verkry as die skikkingsmodel wat deur hierdie sonde vervaardig word. Die spesifieke ontledingsmetode word soos volg uitgedruk:

Eerstens, die stel van die aantal fokuspunte in die enkelpunt-fokusmodus en die ruimtelike posisie stem ooreen met die fokus binne die spesifieke klankveldberekeningsreeks; bereken dan die maksimum defleksiereeks van die skikkingstruktuur en die brandpuntlengte van elke fokus onderskeidelik; Die beginsel van groot afbuigbereik en klein brandpuntsafstand het 'n redelike stel skikkingstrukture gekies. Sy geometriese struktuur van Hifu piezo transducer impedansie word uitgedruk soos getoon, dit is skikkingstruktuur kenmerkende parameters.Deur teoretiese berekeninge is die skikking by die meetkundige fokuspunt wanneer die opwekkingsein 'n kontinue sinusvormige sein is met 'n frekwensie van 2MHz in die geval van enkelpuntfokusering. Die brandpunt A is 1,5 7,5 mm3. Vir die skikking onder verskillende defleksietoestande, onderskeidelik, die piektyd van klankdrukverspreiding in die fokusvlakke XOY en xoz.

Soos uit die figuur gesien kan word, verander die skikking nie veel in die defleksieproses nie, maar die defleksieroostersterkte sal by 6mm voorkom. Die genormaliseerde klankveldverspreiding van die skikking by verskillende defleksie-afstande word langs die X-as gedeflekteer met 0 mm (a), 2 mm (b), 4 mm (c) en 6 mm (d) deur die volgende tabel in 'n enkelpunt-fokusmodus, wanneer die opwekkingsein 'n kontinue sinusvormige sein met frekwensie 2MHz van die maksimum defleksiereeks XRFD, langs die pro1mm-afbuigingsreeks is, Y- en Z-asse is RFD=12Inln=7mm. 'n Kwaliteitevalueringstabel van die klankdruk van die skikking in die geval van enkelpuntfokusering. Onder hulle dui 1, 2, 4 en 5 onderskeidelik die graad 1-, graad2-, graad 4- en graadvlakke van die klankveldkwantiseringstandaard in die tabel aan. Waar (a) 'n enkelpuntfokus is van verskillende defleksieafstande wat in die fokusvlak bereik word y = 0' (2), en (b) 'n enkele punt is van verskillende defleksieafstande wat in die fokusvlak bereik word z = 0' (3) fokus.