Nøgleteknologier i udviklingen af ​​højintensitetsfokuseret ultralydtumorterapimaskine

I de senere år er anvendelsen af HIFU piezo transducer ultralyd inden for tumorbehandling har været meget bekymret i ind- og udland. Det er blevet rapporteret, at næsten 10 indenlandske producenter har investeret en masse arbejdskraft og ressourcer for at udvikle i de kliniske applikationer på de mange hospitaler, som har opnået en hel del succesrige rapporter, såsom ondartede knogletumorer, leverkræft, brystkræft bløddelssarkom og nyrekræft. I december 2002 formulerede State Food and Drug Administration'Regulations on Clinical Research Management of High-intensity Ultrasound Focusing Machines', 'Technical Requirements must be Covered in High-Strength Ultrasound Focusing Machine Product Standards', og 'High-intensity Ultrasound Focusing Therapy' De tekniske krav til' HIFU transducer piezo keramik til instruktionerne er egnede til brug af maskinen og de tekniske krav til analyse af virkningerne af højintensitets ultralydsfokuseringsmaskine er offentliggjort i august 2003 i fødevare- og lægemiddeladministrationerne i provinserne (distrikter, kommuner), og er forpligtet til at overholde implementeringen. Udenlandske værker om HIFUs grundforskning er mere dybtgående og specifik, men på grund af dens kliniske laboratoriestyring og ressourcer er det relativt sent i klinisk praksis. Fra perspektivet af ingeniørudvikling introducerer dette papir omfattende nøgleteknologierne designet i udviklingen af ​​højintensive fokuserede snorketumorterapimaskiner i de senere år til yderligere udvikling og reference.

Det højintensive fokuserede ultralydssystem producerer direkte HIFU ultralydsbrændpunkter med tilstrækkelig kraft. Tilsvarende frekvens og størrelse virker på læsionen i løbet af kort tid .f.eks. i overensstemmelse med de tekniske krav, der skal indgå i produktspecifikationerne vedr. HIFU ultralyd til medicin

terapi maskiner. Det er fastsat, at ultralydstransducerne bruges i højintensitets fokuseret ultralydsterapi har en driftsfrekvens mellem 4,5 og 5 MHz. Den maksimale lydintensitet af behandlingshovedets brændvidde er ikke mindre end somodstanden, og lydfeltets amplitude er større end hovedlappen. Amplituden er lavere end 8 dB, og tværsnitsarealet af det akustiske fokale område er afgrænset af et lydtryksfald på 6 dB. I øjeblikket er der to hovedtyper af højintensive fokuserede ultralydsonder til klinisk anvendelse: den ene er multi-array-fokusering, det vil sige at bruge flere små ultralydstransducere, der er placeret i en den fokale region, for at opnå høje fokale effektområder; den anden er en enhedstransducer. I midten af ​​sonden placeres generelt et cirkulært hul, og en B ultralydsovervågningssonde placeres for at opnå formålet med læsionsplacering og procesovervågning. Generelt bruger nuværende højintensitetsfokuserede ultralydstransducere piezoelektriske PZT-keramiske materialer, som har høj elektromekanisk effektivitet, men er tilbøjelige til at spåne. Med hensyn til transducere er der hovedsageligt to typer vibratorlinser og konkave sfæriske skal-selvfokusering. Den højintensitetsfokuserende ultralydssonde i den akustiske linsetilstand er mindre effektiv på grund af selve linsens dæmpningseffekt, og selve den akustiske linse er absorptionen af ​​ultralydsbølger, som også let deformerer den akustiske linse.

Ved at skifte det passende objektiv er det nemt at justere brændvidden.Højintensitetsfokuseret piezoelektrisk keramisk ultralyds tumorbehandlingsmaskine udviklet og produceret i det tidlige stadie. Den højintensive fokuserede ultralydstransducer i selvfokuseringstilstanden af ​​den konkave sfæriske skal er relativt enkel i teoretisk analyse og kontrolsystem af effektforstærkeren. Den har en moden analyse- og designmetode, og det er nemt at indse brændvidden af ​​den ideelle form. Imidlertid er piezoelektriske wafere med stor størrelse og høj effekt ret vanskelige i fremstillingsprocessen; der er også nogle begrænsninger i brugen, såsom manglende evne til at modstå stødbelastninger på grund af ensartetheden af ​​wafermaterialer, og wafers er tilbøjelige til at forekomme. Brændvidden af ​​HIFU piezo bestemmes direkte af geometrien og kan ikke justeres. Derfor har dens anvendelse også visse begrænsninger. Typiske højintensive fokuserede ultralydstransducere har en geometri på ca. 60 til 1 20 mm, en brændvidde på 40 til 2 80 m og en brændvidde på 300°cc/m.

For at forbedre effektiviteten af piezo keramik til vægttab regnemaskine en lang med ultralydstransducer, strukturen af enhedstransduceren er forbedret, og et hulrum efterlades på den modsatte side af den piezoelektriske krystal, så den del af ultralydsbølgen, der udbreder sig i den modsatte retning, reflekteres regelmæssigt, med den positive retning, som superponeres den superponerede sensors effektivitet. transducer.