Jednostavan instrument za HIFU piezo mjerenje

HIFU piezo za ultrazvučni nož ima izvanredne prednosti bez boli, bez operacije, kratke nuspojave, kratko vrijeme liječenja i oporavka, što je postalo vruća točka u istraživanju opreme za liječenje tumora. Međutim, zbog njegovog terapeutskog učinka, tek treba biti opsežno klinički ispitan. Na temelju promocije i primjene, uz stalno poboljšanje tehnologije opreme i tehnologije kliničke primjene, visokoenergetski ultrazvučni nož donijet će revolucionarne promjene za tradicionalne metode liječenja raka. Takozvani 'ultrazvučni nož' koristi tehnologiju sekundarnog fokusiranja za fokusiranje ultrazvučnih valova koje emitira više sondi kako bi se formirao piezo za fokusiranje visokog intenziteta koji je približne veličine. Ultrazvučni valovi iz tijela za liječenje formiraju se izvana tijela pacijenta kroz ljudsko tijelo.

Intenzitet ultrazvučni piezo s visokim fokusom na piezo s visokim fokusom, a lokalna visoka temperatura stvara se dovoljno da spali stanice raka u terapeutske svrhe. Intenzitet ultrazvuka jedne sonde znatno je manji i ne šteti ljudskom tijelu. Budući da je gradijent intenziteta žarišne točke pojedinačne sonde u aksijalnom smjeru premalen da bi zadovoljio zahtjeve tretmana, visokoenergetski ultrazvučni nož općenito prihvaća način sekundarnog fokusiranja s više sondi, kao što je prikazano na SL. Višestruke sonde montirane su u sferično tijelo za fokusiranje, ovisno o geometriji sonde. Piezoelektrična keramika koja se koristi u sondi je kružna kuglasta ploča debljine oko 2 mm. Teško je zajamčiti geometrijsku os i akustičnu os sonde iz raznih razloga. Strogo podudarne, žarišne točke višestrukih sondi ne mogu se točno preklapati, pa se čak formiraju višestruke žarišne točke, što uvelike utječe na kvalitetu žarišne točke.

Ispitivanje zvučnog polja sonde zahtijeva dizajn trodimenzionalnog ispitivača gibanja visoke preciznosti, koji ne samo da ima dug dizajn i ciklus proizvodnje, već ima i visoku cijenu opreme i nisku stopu korištenja. Stoga smo u potpunosti iskoristili funkciju visokopreciznog 3D pozicioniranja kretnji samog uređaja i dizajnirali skup pomoćnih alata za testiranje ultrazvučnog polja zvuka kako bismo riješili probleme na koje smo naišli u procesu razvoja po vrlo niskoj cijeni.

Multi-sonda je fokusiranje geometrijske osi površine za pozicioniranje više sondi na jednu točku metodom mehaničkog pozicioniranja, koja zahtijeva da se akustična os pojedinačne sonde točno poklapa s geometrijskom osi. Budući da tretman zahtijeva određenu dubinu, pojedinačna sonda ima mali promjer u odnosu na svoju 'žarišnu duljinu', a njeno zvučno polje ne formira točku u žarišnoj točki kao optička leća, već oblikuje tanki srednji cilindrični oblik u blizini žarišne točke. Promjer Hifu piezo kristala je manji u 'fokusu', a promjer 'fokusa' postaje veći, ali promjena nije velika. Stoga 'žarišna duljina' zvučnog polja ima mali učinak na točnost fokusa, a tretira se stupanj podudarnosti akustične osi i geometrijske osi u 'fokusu'. Točnost fokusiranja prvih višestrukih sondi je najveća.

Uređaj s ultrazvučnim nožem ima računalno kontroliran trodimenzionalni mehanizam gibanja, koji može pokretati glavu za tretman kako bi se postiglo trodimenzionalno točno pozicioniranje, preciznost kretnji Hifu piezo keramika za ultrazvučni nož je ±0,05 mm, raspon kretanja svake dimenzije je 250 mm, a središnji otvor glave za liječenje ima teleskopski B-ultrazvuk koji se koristi za lociranje lezije. Budući da se detekcija i liječenje izvode istim mehanizmom pokreta, ne postoji zahtjev za preciznošću za liječenje, a to je potpora pacijentu sve dok se položaj tijekom tretmana ne mijenja. Da bi se otkrila koincidencija akustične osi sonde s geometrijskom osi, potrebno je uspostaviti položajni odnos između površine za pozicioniranje stezne sonde i mehanizma gibanja koji ostvaruje trodimenzionalno kretanje prostora mjerne glave. Ako je hidrofon ispitnog zvučnog polja montiran na glavu za obradu mehanizma za vježbanje, mjerenje ultrazvučni piezoelektrični pretvarač postavlja se na tretman, a sonda se montira na donju stranu bazena, teško je nasuprot sonde, a zamjenom sonde može se promijeniti i položaj ležaja za tretman. 

Metoda mjerenja mehanizma je: sonda služi za prostorno trodimenzionalno gibanje, a hidrofon za mjerenje zvučnog polja je fiksiran u bazenu i ne miče se. Metoda je korištenje pomoćnog mjernog alata za montiranje sonde na glavu za tretman, a otvor za pozicioniranje sonde postavlja se mehanizmom za podešavanje, tako da je os otvora za pozicioniranje sonde paralelna s okomitim smjerom z-osi, a hidrofon se postavlja pomoću kalibracijskog ispitnog komada kako bi se voda slušala. Mjerna glava nalazi se na osi otvora za pozicioniranje sonde, HIFU piezo kristal zamjenjuje kalibracijski ispitni komad i ugrađuje sondu koja se ispituje. Ultrazvučno zvučno polje ispituje se hidrofonom, a hidrofon je fiksiran u bazenu. Sonda ili glava za tretman se trodimenzionalno pomiče na određeni način pod kontrolom računala. Računalo automatski mjeri i sprema podatke svake točke u zvučnom polju, te koristi softver za obradu podataka mjerenja u željeni rezultat korisnika.