بهبود فنی مبدل HIFU

(1) درباره مبدل آرایه حلقوی مسطح. یک ناحیه دایره ای کوچک متحدالمرکز در مرکز منبع پیستونی دایره ای حفر می شود تا یک منبع صدای مسطح حلقوی شکل بگیرد. فشار صوتی ایجاد شده توسط منبع صوتی مسطح حلقوی در هر نقطه از فضا را می توان به عنوان فشار صوتی ایجاد شده توسط صفحه دایره ای مثبت که توسط قطر بیرونی منبع پیزو سرامیک HIFU احاطه شده است در نظر گرفت. هنگامی که چندین حلقه پیزو به طور همزمان برانگیخته می شوند، فشار صوتی ایجاد شده توسط هر دایره در یک نقطه معین از محور صدا دارای اختلاف فاز خواهد بود. با توجه به فاز فشار صوت تولید شده توسط یک حلقه در نقطه معینی از محور آکوستیک، لازم است سیگنال تحریک انرژی بر روی هر حلقه را محاسبه کرد، به طوری که فشار صوتی توسط هر حلقه در آن نقطه در فاز تولید می شود، این نقطه به دست می آید. متمرکز با شدت بالا پیزو کیان شنگیو منبع صوتی منفی را برای محاسبه ویژگی های میدان صوتی مبدل آرایه حلقوی مقعر معرفی کرد و تمرکز ترکیب چند حلقه و کنترل فاز چند حلقه را مطالعه کرد. مطالعات نشان داده‌اند که از یک حلقه باریک برای درمان تومورهای کوچک‌تر استفاده می‌شود و گرمایش چند نقطه‌ای را می‌توان با ترکیب چند حلقه برای طیف وسیعی از مناطق درمانی به دست آورد. این مبدل را می توان به طور کامل برای ترکیب فوکوس خود متمرکز و فاز کنترل شده طراحی کرد که برای استفاده در دمای بالا مناسب است و دارای ساختار ساده ای است که منبع صدای ایده آلی برای عملیات حرارتی اولتراسونیک با شدت بالا است.

(2) درباره مبدل آرایه حلقوی کروی مقعر. از آنجایی که مبدل سرامیک هیفو پیزو 250 کیلوهرتز ساختار کروی-کمبود دارای مقاومت در برابر دمای بالا و عملکرد متمرکز است، مردم عمدتاً مشکل کنترل فاز این نوع معماری را در سال‌های اخیر مورد مطالعه قرار داده‌اند. مقعر قطعه سرامیکی پیزوالکتریک کروی به چندین حلقه مستقل تقسیم می شود و سیگنال های انرژی حلقه های مربوطه به گونه ای تنظیم می شود که فشار صدا در نقطه خاصی از میدان صوتی برای رسیدن به فوکوس اولتراسونیک در فاز باشد. تحقیقات Qian Shengyou و همکاران بر روی مبدل متمرکز کننده اولتراسونیک حلقوی حلقوی مقعر کروی شکل مقعر برای هایپرترمی نشان می دهد که تحت اثر خود متمرکز مبدل کروی مقعر، میدان صوتی توسط حلقه کروی مقعر منفرد ایجاد می شود هنوز هم اثر تمرکز دارد. با این حال، موقعیت فوکوس مربوط به عرض حلقه، دیافراگم و غیره است و در فوکوس هندسی نیست. پس از ترکیب چند حلقه، مبدل متمرکز در میدان صوتی با نقطه تمرکز تابش تک حلقه مطابقت ندارد. هنگامی که حلقه کروی مقعر حالت ترکیبی داشته باشد و دامنه یا فرکانس هر سیگنال تحریک حلقه تغییر کند، توزیع میدان صوتی تغییر می کند و به دست می آید. هنگامی که پیزو فوکوس کنترل شده با فاز بر روی حلقه های متعدد انجام می شود، موقعیت مبدل فوکوس در محدوده مشخصی قابل تنظیم است، اما باید به انتخاب شعاع انحنای سطح مقعر توجه شود، در غیر این صورت ممکن است امکان فوکوس وجود نداشته باشد و تأثیر ناحیه میدان نزدیک باید کاملاً در نظر گرفته شود. هنگامی که ناحیه وسیعی از تومور را درمان می کند، گرمایش چند نقطه ای را می توان با ترکیب چند حلقه ای به دست آورد تا اثر درمانی بهتری به دست آورد. این مبدل فوکوس ویژگی های فوکوس خودکار و فاز کنترل شده را با هم ترکیب می کند که ساختاری ساده و مقاومت در برابر دمای بالا دارد و منبع صدای ایده آلی برای عملیات حرارتی اولتراسونیک با شدت بالا است.

(3) مبدل آرایه کروی مقعر. نشان داده شده است که در مورد فرکانس ثابت و ضریب جذب بافتی، هر چه شدت صوت بیشتر باشد، زمان تابش طولانی‌تر باشد، گرمای بیشتری جذب بافت شود، دما سریع‌تر افزایش یابد و هرچه بیشتر مستعد آسیب باشد، بافت آسیب می‌بیند. بنابراین در طول درمان باید میزان مواجهه با بافت سالم به حداقل برسد. Sun Junxia و همکاران یک مبدل آرایه کروی مقعر از جنبه کاهش صدا طراحی شده است. این مبدل شدت منبع و کاهش زمان نوردهی بافت سالم است. مبدل سرامیک پیزو HIFU یک گروه مبدل است که توسط چندین مبدل بخش مقعر با مساحت و شکل یکسان احاطه شده است. این یک مدل سه بعدی از مبدل است، این یک مبدل در پرتاب در صفحه ای عمود بر جهت محوری سطح کروی مقعر است. در طول درمان، مبدل به نوبه خود کار می کند و تنها دو مبدل مخالف در یک زمان کار می کنند و ناحیه تابش شده توسط بافت سالم به طور همزمان کاهش می یابد.

نتایج نشان می دهد که تغییر نسبی در موقعیت فوکوس بسیار کم است، اثر تمرکز ایده آل است و کاهش میزان قرار گرفتن در معرض بافت سالم بسیار مفید است. با این حال، استفاده از این پیزو اولتراسوند HIFU میزان تشعشع را در بافت سالم کاهش می دهد و میزان تابش توسط بافت بیمار دریافت می شود و اثر پیزو فوکوس اولتراسوند ضعیف می شود که به نوبه خود بر اثر درمانی تأثیر می گذارد.