даследаванне шматчастотнага п'езаператваральніка HIFU

Для таго, каб рэалізаваць HIFU ультрагукавое п'еза , традыцыйныя метады ў асноўным выкарыстоўваюць адначастотны ультрагукавой пераўтваральнік, і рэдка паведамляюць аб выкарыстанні той жа сістэмы факусіроўкі для дасягнення фокусу двухчастотнага ультрагуку. У 1996 г. японскі вучоны С. Умемура і соавт. вывучаў тэхніку, якая выкарыстоўвае ультрагук для актывацыі кіслотнага чырвонага колеру для знішчэння опухолевых клетак. Для дасягнення другой гармонікі і асноўнай суперпазіцыі быў распрацаваны спецыяльны шматчастотны сфакусаваны ультрагукавы пераўтваральнік. Гэта прымацаваць 16 слаёў PZT-пласцін з рознымі частотамі да выпуклай паверхні алюмініевай сферычнай абалонкі эпаксіднай смалой адпаведна, у выніку, два віды частаты Сфакусаваныя ультрагукавыя зонды высокай інтэнсіўнасці размешчаны на ўвагнутай баку алюмініевай сферычнай абалонкі, і дзве кропкі фокусу супадаюць. У 1999 годзе пры вывучэнні з'явы нізкачашчыннай ультрагукавой кавітацыі было выяўлена, што пры пэўных умовах двухчашчынная акустычная кавітацыя значна лепшая, чым адначашчынны ультрагук. пазней яны распрацавалі новы шматчастотны факусуючы пераўтваральнік, шматчастотны пераўтваральнік 400 кГц і 800 кГц для актывацыі парфірыну і яго вытворных. Выпраменьвальная высокачашчынная пласціна PZT змяшчаецца ў нізкачашчыннае кольца PZT з эпаксіднай смалой і прылеплена да плоскасці лінзы з аргшкла. 

Прамяністы канец аргшкла ператвараецца ў ўвагнутую сферычную паверхню, каб зрабіць ультрагукавую вобласць дзвюх частот ультрагукавой. У прынцыпе, прызначэнне дзвюх частот дасягнута. Пасля вывучэння ультрагукавога поля шматчастотнай сфакусаванай п'езаэлектрычнай керамікі высокай інтэнсіўнасці выяўлена, што рассейванне гуку двух слупкоў гукавых хваль, якія ствараюцца шматчастотным пераўтваральнікам, пашырае спектр гукавога поля, павялічвае верагоднасць кавітацыі, узмацняючы, такім чынам, ультрагукавую кавітацыю. Эфект узмацняе сінэргічны супрацьракавы эфект ультрагуку і гематапарфірыну. Двухчастотны кампазітны пераўтваральнік HIFU быў распрацаваны шляхам разразання ўвагнутай сферычнай п'езаэлектрычнай керамічнай пласціны на два пераўтваральніка ў канцэнтрычным крузе, ён выкарыстоўвае двухчашчынны рэжым працы. Вынікі паказваюць, што розная частата гукавой хвалі ў двухчастотным рэжыме спрыяе эфекту кавітацыі, які выклікае суадносіны факальнай плямы, генераванай пераўтваральнікам HIFU ў двухчастотным рэжыме, а плошча факальнай плямы ў адначашчынным рэжыме значна большая. Акрамя таго, быў распрацаваны мультыфакальны пераўтваральнік з падвойнай лінзай, які можа кіравацца прамянём. Структура пераўтваральніка палепшана, і на супрацьлеглым баку п'езаэлектрычнага крышталя застаецца паражніна, так што частка ультрагукавой хвалі, якая распаўсюджваецца назад, рэгулярна адлюстроўваецца назад, каб супадаць з энергіяй гукавой хвалі, якая распаўсюджваецца наперад, каб палепшыць ультрагукавую хвалю. Гэта эфектыўнасць пераўтваральніка. Некаторыя навукоўцы ўдасканалілі пераўтваральнік, каб паменшыць інтэнсіўнасць гуку ад крыніцы і скараціць час апраменьвання здаровых тканін. Прапануецца ўвесці новы высокафакусаваны ультрагукавы п'еза з дзвюма частатамі, гэта рэжым працы і адначастотны рэжым працы, і выкарыстоўвайце два рэжымы для ізаляцыі цела. Тканіна печані свінні была апраменена для параўнання. Шкода, нанесеная двухчастотным рэжымам HIFU, значна большая, чым адначашчынным рэжымам, і ён мае перавагі ў простай структуры і ў параўнанні з факусуючым пераўтваральнікам з фазаванай рашоткай.

З-за паглынання і адлюстравання гукавых прамянёў газам і косткай прымяненне п'езатэхналогіі HIFU ў такіх асяроддзях абмежавана. Некаторыя навукоўцы прапанавалі распрацаваць пераўтваральнік з падзеленым аб'ёмам выпраменьвання. Ўвагнуты п'езаэлектрычны матэрыял HIFU п'езапераўтваральніка падзелены на дзесяць частак аднолькавай плошчы, і кожная п'езаэлектрычная пласціна мае прывадную крыніцу энергіі. Падчас лячэння, калі рабро сустракаецца, каб блакаваць гукавую хвалю аднаго з кавалкаў, гэта можа быць спынена шляхам адключэння рухаючай сілы. Гэта дазваляе пазбегнуць уздзеяння рэбраў на гукавое поле і пазбегнуць магчымага пашкоджання рэбраў падчас П'езаэлектрычны крышталь для лячэння Hifu . Распрацаваны «двухрэжымны» факусуючы пераўтваральнік з фазаванай рашоткай мае як тэрапеўтычныя магчымасці, так і магчымасці візуалізацыі. Гэты пераўтваральнік дзеліць паверхню сферычнага масіва на 2048 элементаў масіва, і яго мадэляванае гукавое поле паказвае добрыя характарыстыкі факусоўкі.