Teoretiese studie van konkawe sferiese ultrasoniese en hoë gefokusde ultraklank vir hipertermie(1)

Verhitting van tumorweefsel het een van die belangrike metodes vir die behandeling van gewasse geword. Ultraklank het 'n belangrike verhittingsbehandeling geword vanweë die kenmerke daarvan dat dit maklik is om te produseer, dit is fokusbaar en indringend. In onlangse jare het HIFU piezo vir termoplastiese gewig verwarming terapie tegnologie so vinnig ontwikkel. As gevolg van die verskil in die skade van normale weefsel en siek weefsel by hoë temperatuur, is die keuse van gefokusde piëzo baie belangrik. Om die suierklankbron by die akoestiese lens te voeg en piëzo-elektriese keramiek in 'n konkawe oppervlak te maal, word algemeen gebruik vir akoestiese fokusmetodes. Wanneer die vibrasiesnelheid van piëso-elektriese keramiek op die konkawe sferiese akoestiese lens-fokuspiëzo Gauss is, word die gefokusde klankbron op gefokusde Gaussiese klankbron genoem. In hierdie vraestel word die konsepte van termiese brandpuntafstand en temperatuurveld 3 dB bekendgestel. Die differensiële hitte metode van HIFU piëzo keramiek word gebruik om die biohitte-oordragvergelyking op te los. Die verhittingseffekte van hierdie gefokusde ultraklank op biologiese weefsels word bestudeer. Verskillende toestande word deur isoterme ontleed, met die veronderstelling dat gefokusde Gaussiese klank en Die akoestiese fokuspunt van die konkawe sferiese selffokusklank dieselfde grootte, geometriese brandpunt, halwe diafragma en frekwensie is onderskeidelik 3cm, 10cm, 10MHz.

Die resultate toon dat die klankveld- en temperatuurveldverspreiding in die biologiese weefsel verskil wanneer die konkawe sferiese selffokusering HIFU ultraklank piëzo keramiek en die gefokusde Gaussiese klankbron word verhit. Wanneer die konkawe sferiese oppervlak deur die fokusbron verhit word, fluktueer die klankdruk by die nabye bron; wanneer die Gaussiese bron verhit word, is die klankdrukverspreiding gladder. Wanneer die konkawe sferiese oppervlak deur die selffokuserende klankbron verhit word, word die isoterm in 'n hartvorm gevorm, en die nabye bron is lateraal wyer; wanneer die Gauss-bron verhit word, is die isoterm soortgelyk aan 'n ellips, en die lang-as is in die rigting van klankvoortplanting. Wanneer die akoestiese intensiteit van die konkawe einde van die HIFU piëzo-omskakelaar is dieselfde, die effektiewe behandelingsarea wat ooreenstem met die konkawe sferiese selffokuserende klankbron is wyer, die effektiewe behandelingsarea wat ooreenstem met die gefokusde Gaussiese klankbron is gekonsentreer, en die temperatuur by die klankfokus kan vinniger gestabiliseer word. Vergelyk die hoofkenmerke van die klankveld en bestendige-toestand temperatuurveld wat deur die twee gefokusde ultraklankbronne gegenereer word, die brandpuntafstand en termiese brandpuntafstand van die HIFU-ultraklank vir gewigsverlies is groter, wat nader aan die geometriese brandpuntsafstand is, en die afwyking tussen die akoestiese brandpuntafstand en die termiese brandpuntafstand is duideliker; die klankveld en temperatuur Die veld aksiale 3 d B breedte is groter, en die verskil tussen die twee is ook groter.