Teoretisk undersøgelse af konkav sfærisk ultralyd og højfokuseret ultralyd til hypertermi(1)

Opvarmning af tumorvæv er blevet en af ​​de vigtige metoder til behandling af tumorer. Ultralyd er blevet en vigtig varmebehandling på grund af dens egenskaber af let at producere, den er fokuserbar og invasiv. I de seneste år har HIFU piezo til termoplastisk vægtopvarmningsterapi udviklet sig så hurtigt. På grund af forskellen i beskadigelse af normalt væv og sygt væv ved høj temperatur, er valget af fokuseret piezo meget vigtigt. Tilføjelse af stempellydkilden til den akustiske linse og slibning af piezoelektrisk keramik til en konkav overflade bruges almindeligvis til akustiske fokuseringsmetoder. Når vibrationshastigheden af ​​piezoelektrisk keramik på den konkave sfæriske akustiske linsefokuserende piezo er Gaussisk, kaldes den fokuserede lydkilde på fokuseret Gaussisk lydkilde. I dette papir introduceres begreberne termisk brændvidde og temperaturfelt 3 dB. Differentialvarmemetoden af HIFU piezo keramik bruges til at løse biovarmeoverførselsligningen. Opvarmningseffekterne af disse fokuserede ultralyd på biologiske væv studeres. Forskellige forhold analyseres af isotermer, forudsat at fokuseret gaussisk lyd og Det akustiske brændpunkt i den konkave sfæriske selvfokuserende lyd har samme størrelse, geometriske brændvidde, halv blænde og frekvens er henholdsvis 3 cm, 10 cm, 10 MHz.

Resultaterne viser, at lydfelt- og temperaturfeltfordelingen i det biologiske væv er anderledes, når den konkave sfæriske selvfokusering HIFU ultralyd piezo-keramik og den fokuserede Gauss-lydkilde opvarmes. Når den konkave sfæriske overflade opvarmes af fokuskilden, svinger lydtrykket ved den nære kilde; når den Gaussiske kilde opvarmes, er lydtryksfordelingen jævnere. Når den konkave sfæriske overflade opvarmes af den selvfokuserende lydkilde, formes isotermen til en hjerteform, og den nære kilde er lateralt bredere; når Gauss-kilden opvarmes, ligner isotermen en ellipse, og den lange akse er langs lydens udbredelsesretning. Når den akustiske intensitet af den konkave ende af HIFU piezo-transduceren er den samme, det effektive behandlingsområde svarende til den konkave sfæriske selvfokuserende lydkilde er bredere, det effektive behandlingsområde svarende til den fokuserede Gauss-lydkilde er koncentreret, og temperaturen ved lydfokuset kan stabiliseres hurtigere. Sammenligning af hovedegenskaberne for lydfeltet og steady-state temperaturfelt genereret af de to fokuserede ultralydkilder, brændvidden og den termiske brændvidde af HIFU ultralyd til vægttab er større, hvilket er tættere på den geometriske brændvidde, og afvigelsen mellem den akustiske brændvidde og den termiske brændvidde er mere tydelig; lydfeltet og temperaturen. Feltet aksial 3 d B bredde er større, og forskellen mellem de to er også større.