HIFU उपचार ध्वनि क्षेत्र की अनुसंधान विधि

वर्तमान में, ध्वनि क्षेत्र का अध्ययन करने की विधियाँ HIFU पीज़ो सिरेमिक में मुख्य रूप से प्रायोगिक माप विधियाँ और संख्यात्मक सिमुलेशन विधियाँ शामिल हैं।

उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिक ध्वनि क्षेत्रों को मापने की विधियाँ मुख्य रूप से हाइड्रोफोन, अल्ट्रासोनिक विकिरण संतुलन और फाइबर ऑप्टिक सेंसर हैं। तीन विधियाँ हैं।

(एल) हाइड्रोफोन: इसमें एक रिंग और एक पीवीडीएफ फिल्म होती है जो आंतरिक रूप से तनावग्रस्त होती है, और इसकी फिल्म की मोटाई 30 ~ 40 kn मीटर होती है, धातु फिल्म इलेक्ट्रोड को फिल्म के दोनों किनारों के अनुरूप स्थानीय क्षेत्र पर चढ़ाया जाता है, और रिंग के केंद्र में व्यास क्षेत्र की तुलना में कम होता है, पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्राप्त करने के लिए ध्रुवीकरण उपचार किया जाता है। क्योंकि इसमें एक छोटा सा स्वीकार करने वाला ट्रांसड्यूसर है, Arduino के साथ HIFU पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर के मूल विकिरणित ध्वनि क्षेत्र में कोई बदलाव नहीं है।

(2) अल्ट्रासोनिक विकिरण संतुलन: अल्ट्रासोनिक तरंग के विकिरण दबाव को मापकर ध्वनि की तीव्रता प्राप्त की जाती है, और विकिरण ध्वनि दबाव यह है कि ध्वनि किरण प्रगति में बाधा पर एक स्थिर दबाव पैदा करती है।

(3) फाइबर ऑप्टिक सेंसर: प्रकाश स्रोत, ट्रांसमिशन फाइबर, सेंसिंग तत्व या मॉड्यूलेशन क्षेत्र द्वारा, प्रकाश का पता लगाना। जब तापमान, दबाव, त्वरण, कंपन, विस्थापन का ऑप्टिकल पथ पर प्रभाव पड़ता है, तो प्रकाश तरंग प्रकाश की तीव्रता, तरंग दैर्ध्य, आयाम आदि जैसे विशिष्ट पैरामीटर होंगे। पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर की अनुनाद आवृत्ति तदनुसार बदलती है, और फाइबर ऑप्टिक सेंसर इन मापदंडों पर आधारित होते हैं। बाहरी कारकों के बीच संबंध का उपयोग प्रत्येक संबंधित भौतिक मात्रा के आकार का पता लगाने के लिए किया जाता है। इसमें विद्युत-चुंबकीय हस्तक्षेप-विरोधी है और यह छोटे आकार का है। उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन में व्यापक प्रतिक्रिया बैंडविड्थ और बेहद तेज़ प्रतिक्रिया गति है।

संख्यात्मक तरीकों का उपयोग करके, मानव शरीर में वास्तविक फोकस क्षेत्र और उसके ऊर्जा वितरण की भविष्यवाणी करना संभव है। हाल के वर्षों में, गैर-रेखीय सिमुलेशन HIFU पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक तत्व अल्ट्रासोनिक ध्वनि क्षेत्र कई शोधकर्ताओं का आकर्षण केंद्र बन गया है। कई शोधकर्ताओं ने ध्वनिक अरेखीय प्रसार के अनुकरण का अध्ययन करने के लिए इन सिद्धांतों का उपयोग किया है। बोस्टन विश्वविद्यालय और नानजिंग विश्वविद्यालय के झांग डोंग ने क्रमशः KzK समीकरण का उपयोग किया और ध्वनि क्षेत्र और तापमान क्षेत्र पर अल्ट्रासोनिक रैखिक और गैर-रेखीय विशेषताओं के प्रभाव को निष्पादित करने के लिए साइन तरंग को उत्तेजित करने के लिए पेल्मेस ताप चालन के साथ जोड़ा। इस विधि में उपयोग की जाने वाली साइन तरंग उत्तेजना वास्तविक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की उत्तेजना तरंग से भिन्न होती है। साइनसॉइडल उत्तेजना द्वारा गठित फोकल फ़ील्ड ध्वनि क्षेत्र अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर द्वारा गठित ध्वनि क्षेत्र से भिन्न होता है। ईएसडब्ल्यूएल की बड़ी मात्रा में सिमुलेशन गणना और जटिल सिमुलेशन विधियों के कारण, जटिल ईएसडब्ल्यूएल उपचार में नॉनलाइनियर अल्ट्रासोनिक तरंग प्रसार की समस्या को हल करने के लिए अनुसंधान परिणामों को लागू नहीं किया गया है। इन विधियों को विभिन्न ध्वनिक विशेषताओं और अनियमितताओं के साथ अनुकरण करने के लिए सीधे लागू किया जाता है। मानव शरीर के कोमल ऊतकों में ध्वनि तरंगों के अरेखीय प्रसार के बीच अभी भी एक निश्चित दूरी है। 2004 में बोस्टन विश्वविद्यालय में क्लीवलैंड ने द्वि-आयामी विमान और अल्ट्रासोनिक रैखिक प्रसार की धारणा के तहत एफडीटीडी सिमुलेशन विधियों और ईएसडब्ल्यूएल उपचार प्रक्रिया का उपयोग किया।

अल्ट्रासाउंड की प्रसार विशेषताएँ हिफू पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर मध्य गुर्दे की पथरी में होता है, लेकिन एल्गोरिथ्म का उपयोग केवल वास्तविक त्रि-आयामी समस्या के लिए किया जाता है और एक द्वि-आयामी प्लानर एल्गोरिदम इस धारणा के तहत किया जाता है कि गैर-रेखीय समस्या रैखिक है। अभिन्न रूप के अल्ट्रासोनिक प्रसार समीकरण को 256 तत्वों के आंतरिक गोलाकार पीजो फोकसिंग ट्रांसड्यूसर के ध्वनि क्षेत्र को अनुकरण करने के लिए आनुवंशिक एल्गोरिदम के साथ जोड़ा जाता है, और विभिन्न ट्रांसड्यूसर सरणी तत्वों के अनुसार एकल फोकस और एकाधिक प्राप्त किए जाते हैं। हालाँकि, अध्ययन एक एकीकरण एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है, और उच्च-तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड प्रसार के दौरान ध्वनि क्षेत्र पर गैर-रेखीय विशेषताओं के प्रभाव का अध्ययन नहीं करता है। तीन अलग-अलग मापदंडों के अण्डाकार गोलाकार फ़ोकसिंग की फ़ोकस स्थिति का अनुकरण किया जाता है। गणना राज्य के समीकरण पर आधारित है, और सिमुलेशन गणना बहुत बड़ी है। आम तौर पर, सुपरकंप्यूटर का उपयोग रैखिक सुपरपोजिशन एल्गोरिदम के माध्यम से सिमुलेशन गणना के लिए किया जा सकता है, जो इंटीग्रल का उपयोग करता है जिससे पता चलता है कि उच्च ध्वनि तीव्रता और माध्यम का गठन फोकल क्षेत्र के आकार और स्थिति पर बहुत प्रभाव पड़ता है। 1998 में अल्ट्रासोनिक हिफू पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल , मोरीटा चांगजी गति के समीकरणों और ध्वनि तरंगों के निरंतर समीकरणों के आधार पर अल्ट्रासाउंड का उपयोग करता है। तरंग प्रसार में गैर-रेखीय भिन्नता की मात्रा मात्रा लोचदार गुणांक में निहित होती है, जो ध्वनिक तरंग प्रसार वेग, प्रोटॉन वेग का उपयोग कर रही है। डिग्री और गैर-रेखीय गुणांक की अनुमानित सिमुलेशन गणना यी द्वारा विद्युत चुम्बकीय तरंगों पर लागू की जाती है। सिमुलेशन गणना की एफडीटीडी विधि ने सबसे पहले त्रि-आयामी गैर-रेखीय का प्रस्ताव दिया था उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड का प्रसार। जल निकाय में रेइचिस के जल प्रयोग को लेते हुए। उच्च तीव्रता वाले केंद्रित अल्ट्रासोनिक प्रसार का अनुकरण किया गया और केंद्र बिंदु पर मापने वाली तरंग प्राप्त की गई।