modh coiteann HIFU le haghaidh tástála allamuigh fuaime

Is modh tomhais dea-bhunaithe é an modh radaíochta a dhíríonn ar an eitleán a thomhas plátaí lomadh criadóireachta piezoelectric i leacht. I 1987, díorthaigh Beissner an fhoirmle ríofa den fhórsa radaíochta ar an sprioc lán-ionsúite sa réimse fuaime ultrasonaic dírithe faoin toimhde go bhfuil an fuaimíocht gheometrical, an teorainn ard-minicíochta neamh-dhíreatha agus an treoshuíomh i bhfad-réimse feidhmeanna dronuilleogacha, Nuair a bhíonn an uillinn ≤ 30 ° diall níos lú ná 0. 8%. I 1998, chuir sé an modh fuaimiúil geoiméadrach i bhfeidhm chun an fhoirmle ginearálta d'fhórsa radaíochta ultrafhuaime dírithe a dhíorthú ar an sprioc tástála, phléigh sé an fórsa radaíochta ar an sprioc machnaimh iomlán agus an sprioc ionsú iomlán, agus rinne sé turgnamh a fhíorú nach raibh diall na cumhachta fuaime arna thomhas ag an tomhas cumhachta ultrasonaic de 1.6 MHz agus an modh calraiméadrachta níos mó ná 3%. Sa bhliain 2005, d'úsáid Shaw ó Shaotharlann Fhisiciúil Náisiúnta na Ríochta Aontaithe na hionstraimí agus na turgnaimh Rayleigh chun bailíocht na foirmle ginearálta a fhíorú. Bhí na torthaí comhsheasmhach go leor. Sa bhliain 2003, thomhais sé an voltas aimplitheoir cumhachta anóid den chiorcad tiomána trasducer HIFU trí úsáid a bhaint as an modh colún uisce bunaithe ar radaíocht (uisce a thomhas brú radaíochta fuaimiúla nó dlús fuinnimh fuaimiúil an phointe tomhais trí airde an cholúin leachta sa fheadán tanaí a thomhas).

Léiríonn déine an réimse fuaime ag 200 V go 2600 V gur féidir leis an modh colún uisce an raon tomhais réimse fuaime a mhéadú go 2000 W / cm 2 , ach nuair a ardaíonn an voltas go leibhéal áirithe (2600 V), tá an chumhacht fuaime ró-mhór, agus beidh cavitation suntasach san uisce. Cuireann an grúpa mboilgeog isteach ar an réimse fuaime, rud a fhágann go bhfuil an chumhacht fuaime tomhais go mór éagobhsaí agus go léiríonn sé treocht saturation. I 2004 agus 2005, d'éirigh leis an tSín an caighdeán náisiúnta 'cumhacht fuaime ultrafhuaime dírithe ard-déine agus tomhas saintréithe réimse fuaime' agus an 'córas cóireála ultrafhuaime ard-déine dírithe (H IFU)' caighdeáin tionscail, a dhíríonn ar shaintréithe ultrafhuaime agus ultrafhuaime. Is é an smaoineamh bunúsach agus an modh tomhais cumhachta ná suíomh an fhócas brú fuaime a aimsiú ag an modh scanadh tríthoiseach hidreafón, an réimse fuaime dírithe a scanadh agus a thomhas, paraiméadair gheoiméadracha an láthair fócasach a ríomh, agus ansin trasducer plátaí criadóireachta piezoelectric a thomhas go díreach an brú fuaime ag cumhacht iomlán ag an fócas. Moltar hidreafóin agus modhanna radaíochta don chaighdeán.

2 hidreafón a bhrath

Is trasduchtóir é hidreafón a thiontaíonn comhartha brú fuaime faoi uisce go comhartha leictreach. Nuair a athraíonn an brú (suaitheadh ​​​​fuaimiúil) ar an ábhar piezoelectric, athraíonn an dáileadh muirear taobh istigh den ábhar piezoelectric go comhréireach agus léirítear é i bhfoirm comhartha voltais, ionas gur féidir é a bhaint as an leictreoid ar dhromchla an eilimint criadóireachta piezoelectric. Déantar na muirir seo a aimpliú ag aimplitheoir voltais nó aimplitheoir muirir, agus taispeánann an próiseáil comhartha íomhá a léiríonn cruth tonn an fhuaim. Mar sin, déantar an tomhas brú fuaime sa réimse fuaime ultrasonaic a chomhlánú ar bhealach an-simplí. Is iad na hábhair thraidisiúnta a úsáidtear chun réimse fuaime ultrasonaic a bhrath ná criadóireacht piezoelectric agus PVDF (fluairíd pholaivinilideine).

Tá cruas agus íogaireacht ard ag criadóireacht piezoelectric, agus is féidir leo raon áirithe brú fuaime a sheasamh i réimse HIFU ar chumhacht íseal, ach an déine fuaime Nuair a mhéadaítear é, tá an ceirmeach piezoelectric briste go héasca, tá an raon dinimiciúil líneach beag, agus tá an impedance fuaimiúil ard, ionas go mbeidh cur isteach áirithe ag an hidreafón ar an réimse fuaime tomhaiste. Tá impedance fuaimiúil PVDF gar do impedance fuaimiúil uisce, agus tá dea-mheaitseáil impedance fuaimiúil aige le huisce, uigeacht bog, próiseáil éasca, airíonna ceimiceacha cobhsaí, freagra minicíochta leathan agus líneacht den scoth. Tá an raon dinimiciúil níos mó ná sin na hidreafóin ceirmeacha piezoelectric. Mar sin, úsáidtear PVDF go ginearálta faoi láthair le haghaidh tomhais. Féadann sé an freagra minicíochta míchothrom a tháirgtear le criadóireacht piezoelectric a fheabhsú agus an cur isteach ar an réimse fuaime tomhaiste a laghdú chomh fada agus a bhíonn an scannán tanaí go leor. Tá PVDF ar fáil i gcineál scannáin agus snáthaidí araon. Tá trastomhas an cineál scannáin níos mó ná 5 cm, agus tá trastomhas an tsnáthaid níos lú ná 1 mm, rud a dhéantar damáiste go héasca i réimse fuaime HIFU.

Tá méid réigiún fócasach HIFU thart ar 1. 1 mm × 2. 1 mm × 3. 2 mm. Mar sin, tá an míbhuntáiste ag PVDF maidir le réiteach spásála íseal, agus tá éifeacht imeall aige, agus ní féidir an toirt a dhéanamh an-bheag. Teorainn teochta, tarlaíonn dípolarú nuair a shroicheann an teocht 60 ° C, tá an ráta athúsáide íseal, agus éilíonn an tomhas hidreafóin modh meicniúil le haghaidh scanadh pointe-ar-phointe, fiú má dhéantar eitleán 10 × 10 cm a scanadh, an ceann is tapúla a thógann sé cúpla uair an chloig freisin, mar sin tá sé ag baint úsáide as roinnt línte simplí chun cur síos a dhéanamh ar an dáileadh réimse fuaime. I 2002, úsáideann sé sféir log criadóireachta piezoelectric ard-minicíochta mar hidreafóin, agus tá buntáistí uathúla aige i dtéarmaí céimseata, méid agus íogaireacht. Is é trastomhas an liathróid 0.7 go 1 mm, is é an minicíocht athshondais 1. 8 go 2. 7 MHz, tá an íogaireacht dhá uair níos mó ná an hidreafón, agus tá cobhsaíocht mhaith aige pláta piezoceramic transducer ultrasonaic , agus is é an brú snáthaid-cineál hidreafón. meastar gurb é an gléas an braiteoir idéalach chun réimsí fuaime ard-déine a thomhas. 

I 2004, tuairiscítear cineál nua téitheoir uisce membrane le haghaidh tomhas réimse fuaime HIFU, rud a léiríonn gur féidir leis an braiteoir cumhacht fuaime a thomhas láithreach i gcóireáil HIFU, rud a chinntíonn seachadadh cruinn fuinnimh le linn na cóireála, agus tomhas fórsa radaíochta agus uisce .I gcomparáid le tomhas an ghlacadóra, tá na comhpháirteanna durable agus tá tionchar beag acu ar theocht. Sa bhliain 2006, dhear Zanelli agus Howard hidreafón a sheachnaíonn go héifeachtach damáiste cavitation. Cuirtear an ceirmeach piezoelectric i sciath miotail chun dromchla seachtrach réidh a sholáthar a íoslaghdaíonn an fhéidearthacht go bhfuil núicléas cavitation ar an dromchla. Beag, san uisce dí-ianaithe degassed, tá torthaí maithe bainte amach ag tomhas réimse fuaime an trasducer le minicíocht 1.50 MHz, trastomhas 100 mm agus fad fócasach 150 mm. Mar sin féin, níl raon dinimiciúil líneach na criadóireachta piezoelectric leordhóthanach, rud a dhéanann difear dá teorainn uachtarach le húsáid i dtomhais HIFU.