فن آوری های کلیدی در توسعه دستگاه درمان تومور اولتراسوند متمرکز با شدت بالا

در سال های اخیر، کاربرد سونوگرافی مبدل پیزو پیزو HIFU در زمینه درمان تومور به طور گسترده در داخل و خارج از کشور مورد توجه قرار گرفته است. گزارش شده است که نزدیک به 10 تولیدکننده داخلی نیروی انسانی و منابع زیادی را برای توسعه کاربردهای بالینی در بسیاری از بیمارستان‌ها سرمایه‌گذاری کرده‌اند که به گزارش‌های موفقیت‌آمیز زیادی مانند تومورهای بدخیم استخوان، سرطان کبد، سارکوم بافت نرم سرطان سینه و سرطان کلیه دست یافته‌اند. در دسامبر 2002، سازمان غذا و داروی ایالتی 'آیین نامه مدیریت تحقیقات بالینی ماشین های فوکوس کننده اولتراسوند با شدت بالا'، 'الزامات فنی باید در استانداردهای محصول دستگاه فوکوس سونوگرافی بالا پوشش داده شود'، و 'الزامات فنی با شدت بالا، الزامات Ultrarapy با شدت بالا' را تدوین کرد. مبدل پیزو سرامیک HIFU برای استفاده از دستگاه مناسب است و الزامات فنی برای تجزیه و تحلیل اثرات دستگاه فوکوس فراصوت با شدت بالا در مرداد 1382 در ادارات غذا و داروی استان ها (بخش ها، شهرداری ها) منتشر شده است و ملزم به رعایت موارد اجرایی هستند. کارهای خارجی در زمینه تحقیقات پایه هایفو عمیق تر و خاص تر است، اما به دلیل مدیریت آزمایشگاهی بالینی و منابع آن، در عمل بالینی نسبتاً دیر شده است. از منظر توسعه مهندسی، این مقاله به طور جامع فناوری های کلیدی طراحی شده در توسعه ماشین های درمان تومور خروپف متمرکز با شدت بالا در سال های اخیر را برای توسعه و مرجع بیشتر معرفی می کند.

سیستم اولتراسوند متمرکز با شدت بالا به طور مستقیم نقاط کانونی اولتراسوند HIFU را با قدرت کافی تولید می کند. فرکانس و اندازه مربوطه در مدت زمان کوتاهی روی ضایعه اثر می گذارد. به عنوان مثال، مطابق با الزامات فنی که باید در مشخصات محصول درج شود. سونوگرافی هایفو برای دارو

ماشین های درمانی مقرر شده است که مبدل های اولتراسونیک در درمان اولتراسوند متمرکز با شدت بالا استفاده می شود و دارای فرکانس کاری بین 4.5 و 5 مگاهرتز است. حداکثر شدت صوت فاصله کانونی سر تیمار کمتر از مقاومت خروس نیست و دامنه میدان صوتی بزرگتر از لوب اصلی است. دامنه کمتر از 8 d B است و سطح مقطع ناحیه کانونی صوتی با افت فشار صوتی 6 d B محدود می شود. در حال حاضر، دو نوع اصلی از پروب های اولتراسوند متمرکز با شدت بالا برای کاربردهای بالینی وجود دارد: یکی فوکوس چند آرایه ای است، یعنی با استفاده از دستیابی به یک مبدل مافوق صوت با توان بسیار زیاد، دستیابی به یک مبدل مافوق صوت با قدرت فوق العاده زیاد است. دیگری یک مبدل واحد است. در مرکز پروب، یک سوراخ دایره ای به طور کلی قرار داده می شود، و یک پروب مانیتورینگ اولتراسونیک B برای رسیدن به هدف از محل ضایعه و نظارت بر فرآیند قرار می گیرد. به طور کلی، ترانسدیوسر اولتراسوند متمرکز با شدت بالا، در پیزوالکتریک، از مواد سرامیکی PZT استفاده می‌کند که دارای راندمان الکترومکانیکی بالایی هستند، اما مستعد خرد شدن هستند. از نظر مبدل ها، عمدتاً دو نوع لنز ویبراتور و پوسته کروی مقعر خود متمرکز وجود دارد. پروب اولتراسوند فوکوس با شدت بالا حالت لنز آکوستیک به دلیل اثر تضعیف خود لنز کارایی کمتری دارد و خود لنز صوتی جذب امواج اولتراسونیک است که به راحتی لنز آکوستیک را تغییر شکل می دهد.

با تغییر لنز مناسب، به راحتی می توان فاصله کانونی را تنظیم کرد.دستگاه درمان تومور اولتراسوند سرامیکی پیزوالکتریک متمرکز با شدت بالا در مراحل اولیه توسعه و تولید شد. مبدل اولتراسوند متمرکز با شدت بالا در حالت خود متمرکز پوسته کروی مقعر در تحلیل نظری و سیستم کنترل تقویت کننده قدرت نسبتاً ساده است. این یک روش تحلیل و طراحی بالغ دارد و به راحتی می توان فاصله کانونی شکل ایده آل را درک کرد. با این حال، ویفرهای پیزوالکتریک پوسته کروی مقعر با قدرت بالا در اندازه بزرگ در فرآیند تولید بسیار مشکل هستند. همچنین محدودیت‌هایی در استفاده وجود دارد، مانند ناتوانی در تحمل بارهای ضربه‌ای زیاد به دلیل یکنواختی مواد ویفر، و ویفرها مستعد رخ دادن هستند. فاصله کانونی پیزو HIFU مستقیماً توسط هندسه تعیین می‌شود و قابل تنظیم نیست. بنابراین کاربرد آن نیز محدودیت های خاصی دارد. مبدل‌های اولتراسوند متمرکز با شدت بالا، هندسه‌ای حدود 60 تا 120 میلی‌متر، فاصله کانونی 40 تا 280 متر و چگالی توان کانونی 300 درجه سی‌سی بر متر دارند.

به منظور بهبود بهره وری از پیزو سرامیک برای ماشین حساب کاهش وزن طولانی با مبدل اولتراسونیک، ساختار مبدل واحد بهبود یافته است، و یک حفره در طرف مقابل کریستال پیزوالکتریک باقی مانده است، به طوری که بخشی از موج اولتراسونیک که در جهت مخالف منتشر می شود، به طور منظم منعکس می شود، با جهت مثبت، راندمان فوق العاده زیاد حسگر مافوق صوت را افزایش می دهد. مبدل