أداة بسيطة لقياس بيزو HIFU

يتميز HIFU بيزو لسكين الموجات فوق الصوتية بالمزايا البارزة المتمثلة في عدم وجود ألم، وعدم إجراء جراحة، وآثار جانبية قصيرة، وعلاج قصير ووقت تعافي، والذي أصبح نقطة ساخنة في البحث عن معدات علاج الأورام. ومع ذلك، نظرًا لتأثيره العلاجي، لم يتم اختباره سريريًا على نطاق واسع بعد. استنادًا إلى الترويج والتطبيق، مع التحسين المستمر لتكنولوجيا المعدات وتكنولوجيا التطبيقات السريرية، فإن سكين الموجات فوق الصوتية عالي الطاقة سيجلب تغييرات ثورية لطرق علاج السرطان التقليدية. يستخدم ما يسمى بـ 'سكين الموجات فوق الصوتية' تقنية التركيز الثانوية لتركيز الموجات فوق الصوتية المنبعثة من مجسات متعددة لتشكيل بيزو تركيز عالي الكثافة يقارب الحجم. تتشكل الموجات فوق الصوتية الصادرة من الجسم المعالج من خارج جسم المريض عبر جسم الإنسان.

شدة ال بيزو الموجات فوق الصوتية عالية التركيز في بيزو التركيز العالي، ويتم توليد درجة حرارة عالية محلية كافية لحرق الخلايا السرطانية لأغراض علاجية. كثافة الموجات فوق الصوتية لمسبار واحد أقل بكثير ولا تؤذي جسم الإنسان. نظرًا لأن تدرج شدة التركيز البؤري للمسبار الفردي في الاتجاه المحوري صغير جدًا بحيث لا يفي بمتطلبات العلاج، فإن سكين الموجات فوق الصوتية عالي الطاقة يعتمد عمومًا على وضع التركيز الثانوي متعدد المسبار، كما هو موضح في الشكل. يتم تركيب مجسات متعددة في جسم التركيز الكروي، اعتمادًا على هندسة المسبار. السيراميك الكهرضغطي المستخدم في المسبار عبارة عن صفيحة كروية دائرية يبلغ سمكها حوالي 2 مم. من الصعب ضمان المحور الهندسي والمحور الصوتي للمسبار لأسباب مختلفة. من قبيل الصدفة تمامًا، لا يمكن أن تتداخل البؤر البؤرية للمسابير المتعددة بدقة، بل يتم تشكيل بؤر بؤرية متعددة، مما يؤثر بشكل كبير على جودة البؤرة.

يتطلب اختبار المجال الصوتي للمسبار تصميم جهاز اختبار حركة ثلاثي الأبعاد عالي الدقة، والذي لا يتمتع بدورة تصميم وتصنيع طويلة فحسب، بل يتميز أيضًا بتكلفة عالية للمعدات ومعدل استخدام منخفض. لذلك، استفدنا بالكامل من وظيفة تحديد موضع الحركة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للجهاز نفسه، وقمنا بتصميم مجموعة من أدوات الاختبار المساعدة للصوت الميداني بالموجات فوق الصوتية لحل المشكلات التي تمت مواجهتها في عملية التطوير بتكلفة منخفضة جدًا.

المسبار المتعدد هو تركيز المحور الهندسي لسطح تحديد المواقع للمسابير المتعددة على نقطة واحدة بطريقة تحديد المواقع الميكانيكية، الأمر الذي يتطلب أن يتزامن المحور الصوتي للمسبار الفردي تمامًا مع المحور الهندسي. وبما أن المعالجة تتطلب عمقاً معيناً، فإن قطر المسبار الواحد صغير بالنسبة إلى 'البعد البؤري' الخاص به، ولا يشكل مجاله الصوتي نقطة عند البؤرة مثل العدسة البصرية، بل يشكل شكلاً أسطوانياً متوسطاً رفيعاً بالقرب من البؤرة. قطر كريستال Hifu بيزو أصغر عند 'التركيز'، ويصبح قطر 'التركيز' أكبر، لكن التغيير ليس كبيرًا. ولذلك، فإن 'الطول البؤري' لمجال الصوت له تأثير ضئيل على دقة التركيز البؤري، ويتم التعامل مع درجة تزامن المحور الصوتي والمحور الهندسي عند 'التركيز'. دقة التركيز للمسابير المتعددة الأولى هي الأكبر.

يحتوي جهاز السكين بالموجات فوق الصوتية على آلية حركة ثلاثية الأبعاد يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر، والتي يمكنها دفع رأس العلاج لتحقيق تحديد موضع دقيق ثلاثي الأبعاد، ودقة الحركة سيراميك Hifu بيزو للسكين بالموجات فوق الصوتية هو ±0.05 مم، ونطاق الحركة لكل حركة بعد 250 مم، والفتحة المركزية لرأس العلاج بها الموجات فوق الصوتية التلسكوبية B تستخدم لتحديد موقع الآفة. نظرًا لأن الكشف والعلاج يتم إجراؤهما بنفس آلية الحركة، فلا توجد متطلبات دقيقة للعلاج، وهو ما يدعم المريض طالما بقي الوضع دون تغيير أثناء العلاج. للكشف عن تزامن المحور الصوتي للمسبار مع المحور الهندسي، من الضروري إنشاء العلاقة الموضعية بين سطح تحديد موضع مسبار التثبيت وآلية الحركة التي تحقق الحركة ثلاثية الأبعاد لمساحة رأس القياس. إذا تم تركيب الهيدروفون الخاص بمجال صوت الاختبار على رأس المعالجة لآلية التمرين، فإن قياس يتم وضع محول الطاقة الكهرضغطية بالموجات فوق الصوتية على العلاج، ويتم تركيب المسبار على الجانب السفلي من حوض السباحة، ومن الصعب عكس المسبار، وقد يؤدي استبدال المسبار أيضًا إلى تغيير موضع سرير العلاج. 

طريقة القياس الخاصة بالآلية هي: يتم استخدام المسبار للحركة المكانية ثلاثية الأبعاد، ويتم تثبيت الهيدروفون لقياس مجال الصوت في حوض السباحة ولا يتحرك. تتمثل الطريقة في استخدام أداة قياس مساعدة لتركيب المسبار على رأس المعالجة، ويتم وضع فتحة تحديد موضع المسبار بواسطة آلية الضبط، بحيث يكون محور المسبار هو فتحة تحديد الموضع موازية للاتجاه العمودي للمحور z، ويتم وضع الهيدروفون باستخدام قطعة اختبار المعايرة لجعل الماء يستمع. يقع رأس القياس على محور فتحة تحديد موضع المسبار، تقوم كريستالة HIFU بيزو باستبدال قطعة اختبار المعايرة، وتثبيت المسبار المراد اختباره. يتم اختبار مجال الصوت بالموجات فوق الصوتية بواسطة هيدروفون، ويتم تثبيت الهيدروفون في حوض السباحة. يتم تحريك المسبار أو رأس العلاج بشكل ثلاثي الأبعاد بطريقة معينة تحت تحكم الكمبيوتر. يقوم الكمبيوتر تلقائيًا بقياس وحفظ بيانات كل نقطة في مجال الصوت، ويستخدم البرنامج لمعالجة بيانات القياس إلى النتيجة المطلوبة للمستخدم.