Výzkum zaměřeného ultrazvukového převodníku v technologii HIFU

Technologie vysoce intenzivního fokusovaného ultrazvuku (HIFU) vznikla ve 40. letech minulého století. Je to určitý způsob, jak přimět ultrazvuk, aby se po průchodu povrchem těla akumuloval na tkáni léze. Po interakci mezi buňkami a ultrazvukem v tkáni léze. Produkce ireverzibilní koagulační nekrózy pro terapeutické účely. Tato technologie přitáhla pozornost a mnoho vědců, lékařů a pacientů doma i v zahraničí pro své neinvazivní, neškodné, bezpečné a účinné výhody. V současné době je technologie HIFU široce používána a propagována v oblasti urologie, onkologie, neurochirurgie, gynekologie, oftalmologie a dalších lékařských oborů.

Základní složkou HIFU piezokeramika technologie je ultrazvukový zaostřovací převodník, jehož úkolem je převádět elektrické signály na ultrazvukové signály, určitým způsobem je ultrazvuková energie vysoce koncentrovaná v lézích a vytváří vysoce zaostřenou ultrazvukovou energii k odstranění lézí. Technologie HIFU je aplikována na živé organismy. K eliminaci lézí během ošetření se využívá vysoce intenzivní ultrazvuková energie, důležitější je však zajištění bezpečnosti ošetřovaných předmětů. Přesné zaostření ultrazvukové energie je proto zaostřovací charakteristikou ultrazvukového měniče. Je to klíčové pro technické zpracování HIFU. Běžně jsou ultrazvukové měniče obecně vyrobeny z piezoelektrické keramiky, piezoelektrických kompozitních materiálů atd. Tyto materiály mají piezoelektrický efekt a inverzní piezoelektrický efekt, který může realizovat přeměnu akustické energie a elektrické energie, a funkce ultrazvukových měničů. Je to analogické s principem optického zaostřování, existují tři způsoby, jak dosáhnout ultrazvukové zaostřovací piezo , jedná se o konkávní sférické samozaostřování, zrcadlové zaostřování a akustické zaostřování čočky.

Všechny tři ultrazvukové měniče mohou za určitých podmínek dosáhnout zaostření ultrazvukové energie. Konkávní sférické samozaostřování je aktivní akustické zaostřování, zaostřování akustické čočky je pomocné akustické zaostřování a reflexní zaostřování je pasivní. V posledních letech výzkumníci dali dohromady řadu malých piezoelektrických keramických desek, které kombinují elektronické zaostřování s akustickým zaostřováním, aby bylo dosaženo ultrazvukového zaostření prostřednictvím elektronické fázové modulace. Tento typ ostření se nazývá elektronické fázové ostření. V Ultrazvuková piezokeramická technologie HIFU, je to konkávní sférické samozaostřování, k zaostřování se používá akustické zaostřování čočky a elektronické fázované pole. Výhodou konkávního sférického samozaostřovacího převodníku je, že jej lze nastavit podle různých hloubek léze. Při práci se obvykle jedná o mechanickou metodu skenování. Je to jednoduchý a často používaný pro zaostřovací převodník. Akustický zaostřovací systém čočky může dosáhnout ohniskové vzdálenosti, která se mění podle klinických požadavků, a má výhody v případě požadavků na malou velikost zdroje zvuku a povrchových lézí. Převodníky s fázovým polem využívají elektronické převodníky k dosažení ultrazvukového zaostření pomocí sond s polem ultrazvukových převodníků. Výhody Ultrazvukové HIFU piezo jsou to, že žádný mechanický pohyb a vysoká rychlost skenování, je to vysoká přesnost. v závislosti na velikosti a poloze nádoru. Nastavení režimu zaostření má velkou praktickou hodnotu v klinické léčbě; nevýhodou je, že elektronický řídicí obvod je velký a složitý, což do určité míry omezuje jeho vývoj a aplikaci.