Fokuseringsprincippet for ultralydsfaset array

For en multivariat lineær array-transducer med Zn+1 array-elementer, hvis alle array-elementerne udsender lydbølger på samme tid, lad lydtrykværdien for array-elementet ved punkt F være p: så er det totale lydtryk for punkt F-værdi: p

Da afstandene af de respektive linjeelementer når det punkt F, der skal fokuseres i mediet, er forskellige, og lydhastigheden i det ensartede medium er konstant, er det tidspunkt, hvor lydbølgerne af HIFU piezo-keramik udsendes af de respektive array-elementer, som når punktet F er også anderledes. Alt efter afstanden mellem hvert array-element og punktet F tilføjes en vis forsinkelse, når hvert array-element sender et signal, således at array-elementet er langt fra det punkt F, der først sender et signal, og array-elementet, der er tættere på punktet F, udsender et signal. Og kontrollerer længden af ​​hver HIFU piezoelektrisk sensor så alle signaler når punkt F på samme tid, kan der dannes et fokuseret lydfelt. Denne fremgangsmåde gør det muligt for transducer-arrayet at være ækvivalent med en konkav transducer, når den transmitterer et signal.

Inden for klinisk kræftbehandling, højintensiv fokuseret ultralyd (HIFU) behandlingsteknologi som en ikke-invasiv tumor termisk terapiteknologi, der er blevet brugt til behandling af levertumorer, livmoderfibromer, brystkræft, nyrekræft, bugspytkirtelkræft og andre dybe bughuler, blandt solide tumorer. Den multi-array sfæriske koronale ultralydsbehandlingssonde er en ny type sonde til Hifu piezoelektrisk keramisk transducersystem , som kan realisere fokusscanningsbehandling fleksibelt og hurtigt ved hjælp af elektronisk fokusering. Denne type sonde har imidlertid en kompliceret struktur og mange array-designparametre, hvilket gør design og fremstilling vanskelig. Hvordan man opnår en multi-array sfærisk koronal ultralydsbehandlingssonde med ideel fokuseringseffekt er til en lavere pris og en enklere designmetode og fremstillingsmetode.

Dette emne foreslår en ny type sondedesign, som bruger et begrænset antal regulære sekskanter af samme form og størrelse.Som et probearray-element er den flade keramik tæt lagt ud af den sfæriske kroneoverflade, og endelig fremstilles en højintensitetsfokuseret ultralydssonde til en lav pris. Specialets indhold omfatter hovedsageligt to dele. Først blev der bygget en udviklingsplatform for todimensionelle højintensive fokuserede ultralydsonder. Platformen inkluderer en sfærisk krone overfladebehandling lydfelt array struktur design og proces fremstilling af en sonde realiseret ved 3D print og CNC teknologi.

Sonden udviklingsplatform har visse videnskabelige forskning og anvendelse, grundlæggende opfylder de tekniske platform krav ultrasonisk højfokus piezo -behandlingssondedesign og -udvikling, som giver en enkel platform for array-strukturdesignet af HIFu-behandlingssonde og giver en enkel, billig og hurtig probeprocesfremstillingsløsning. Endelig, med platformen, udvikler dette speciale en multi-element sfærisk Hifu piezo transducer impedansprobe med et matrixelement på 125 mm, et regulært hexagonalt element med en sidelængde på 2,5 mm, en resonansfrekvens på 2MHz og en krumningsradius på 60 mm. Lydfeltets resultater i array-strukturen viser, at brændvidden er 1,5x l,5x7,5 mm, det maksimale afbøjningsområde på brændplanet er 6 mm, og den maksimale aksiale afbøjningsafstand langs stråleudsendelsesretningen er 6 mm. Derudover fandt ydeevnetesten af ​​sonden, at sonden har en minimum brændvidde af fysisk fokus på op til 1x1x3m under kort puls excitation.