Ključne tehnologije u razvoju aparata za terapiju tumora fokusiranim ultrazvukom visokog intenziteta

Posljednjih godina primjena od Ultrazvuk HIFU piezo sonde u području liječenja tumora bio je naširoko zabrinut u zemlji i inozemstvu. Zabilježeno je da je gotovo 10 domaćih proizvođača uložilo mnogo radne snage i resursa u razvoj kliničkih aplikacija u mnogim bolnicama, koje su postigle dosta uspješnih izvješća, kao što su maligni tumori kostiju, rak jetre, rak dojke, sarkom mekog tkiva i rak bubrega. U prosincu 2002. Državna uprava za hranu i lijekove formulirala je 'Pravilnik o upravljanju kliničkim istraživanjem strojeva za fokusiranje ultrazvukom visokog intenziteta', 'Tehnički zahtjevi moraju biti obuhvaćeni standardima proizvoda za strojeve za fokusiranje ultrazvuka visoke snage' i 'Terapiju fokusiranja ultrazvuka visokog intenziteta' Tehničke zahtjeve HIFU sonda piezo keramike za upute su prikladne za korištenje stroja i tehnički zahtjevi za analizu učinaka ultrazvučnog fokusiranog stroja visokog intenziteta objavljeni su u kolovozu 2003. u upravama za hranu i lijekove u pokrajinama (okruzi, općine) i potrebni su za usklađivanje s provedbom. Inozemni radovi o temeljnim istraživanjima HIFU-a su dublji i specifičniji, ali zbog upravljanja kliničkim laboratorijem i resursima relativno kasne u kliničkoj praksi. Iz perspektive inženjerskog razvoja, ovaj rad sveobuhvatno predstavlja ključne tehnologije osmišljene u razvoju strojeva za terapiju hrkanja visokog intenziteta u posljednjih nekoliko godina za daljnji razvoj i referencu.

Sustav fokusiranog ultrazvuka visokog intenziteta izravno proizvodi žarišne točke HIFU ultrazvuka dovoljne snage. odgovarajuća frekvencija i veličina djeluju na leziju u kratkom vremenskom razdoblju. npr. u skladu s tehničkim zahtjevima koji moraju biti uključeni u specifikacije proizvoda za HIFU ultrazvuk za lijekove

terapijski strojevi. Propisano je da ultrazvučni pretvarači koji se koriste u terapiji fokusiranim ultrazvukom visokog intenziteta imaju radnu frekvenciju između 4,5 i 5 MHz. Maksimalni intenzitet zvuka žarišne duljine glave za tretman nije manji od otpora krmače, a amplituda zvučnog polja veća je od glavnog režnja. Amplituda je niža od 8 d B, a područje poprečnog presjeka akustične žarišne regije ograničeno je padom zvučnog tlaka od 6 d B. Trenutačno postoje dvije glavne vrste ultrazvučnih sondi visokog intenziteta za kliničku primjenu: jedna je višestruko fokusiranje, to jest, korištenje više malih ultrazvučnih sondi superponiranih u žarišnoj regiji kako bi se postigla visoka gustoća snage žarišne dubine; drugi je jedinični pretvarač. U sredini sonde obično se postavlja kružna rupa, a B ultrazvučna sonda za praćenje postavlja se kako bi se postigla svrha lociranja lezije i praćenja procesa. Općenito, trenutačni piezoelektrični ultrazvučni pretvornik visokog intenziteta koristi PZT keramičke materijale koji imaju visoku elektromehaničku učinkovitost, ali su skloni pucanju. Što se tiče pretvarača, uglavnom postoje dvije vrste vibratorskih leća i konkavne sferične ljuske sa samofokusiranjem. Fokusirajuća ultrazvučna sonda visokog intenziteta u modu akustične leće manje je učinkovita zbog efekta prigušenja same leće, a sama akustična leća je apsorpcija ultrazvučnih valova koji također lako deformiraju akustičnu leću.

Promjenom odgovarajućeg objektiva lako je podesiti žarišnu duljinu.Fokusirani piezoelektrični keramički ultrazvučni stroj visokog intenziteta za liječenje tumora razvijen je i proizveden u ranoj fazi. Fokusirani ultrazvučni pretvarač visokog intenziteta u načinu samofokusiranja konkavne sferne ljuske relativno je jednostavan u teoretskoj analizi i sustavu upravljanja pojačalom snage. Ima zrelu metodu analize i dizajna, a lako je ostvariti žarišnu duljinu idealnog oblika. Međutim, velike piezoelektrične pločice velike snage s konkavnom sfernom ljuskom prilično su teške u procesu proizvodnje; postoje i neka ograničenja u upotrebi, kao što je nemogućnost podnošenja velikih udarnih opterećenja zbog ujednačenosti materijala pločica, a pločice su sklone pojavljivanju. Žarišna duljina HIFU piezo uređaja izravno je određena geometrijom i ne može se podešavati. Stoga i njegova primjena ima određena ograničenja. Tipični fokusirani ultrazvučni pretvarači visokog intenziteta imaju geometriju od oko 60 do 120 mm, žarišnu duljinu od 40 do 280 m i žarišnu gustoću snage od 300°cc/m.

Kako bi se poboljšala učinkovitost piezo keramički kalkulator za mršavljenje dugo s ultrazvučnim pretvornikom, struktura jediničnog pretvornika je poboljšana, a šupljina je ostavljena na suprotnoj strani piezoelektričnog kristala, tako da se dio ultrazvučnog vala koji se širi u suprotnom smjeru pravilno reflektira, s pozitivnim smjerom, superponirani ultrazvučni senzor je superponiran, što uvelike povećava učinkovitost pretvornika.