Strukturni dizajn obrade elemenata HIFU polja

Parametri projektiranja HIFU piezo keramika izravno utječe na performanse i troškove proizvodnje sustava. Ovaj se rad temelji na postojećoj hardverskoj osnovi laboratorija, na temelju modela ultrazvučnog niza sferne krune, predlaže se osnovni dizajn parametara sonde. (1) Kada projektiramo sondu, moramo uzeti u obzir parametre performansi lansirnog sustava. Broj kanala koje je koristio odašiljački modul HIFU sustava tretmana je 128. Stoga, prilikom projektiranja Hifu piezoelektrični keramički pretvornik , u kombinaciji sa strukturnim karakteristikama ovog puta dizajniranog modela ultrazvučnog niza, rezonantna frekvencija elementa niza je vrlo važan parametar dizajna. U dizajnu HIFU sonde, radna frekvencija sonde općenito je između 0,5MHz i 4MHz. Izabrali smo 2MHz kao rezonantnu frekvenciju ove sonde.

(1) Radijus zakrivljenosti R krunskog sferičnog HIFU niza odabran je na 60 mm u ovom dizajnu.

(2) Određivanje duljine ruba raspona elementa niza prema veličini područja kliničkog liječenja. Širina snopa na svakoj dubini fokusa u Hifu piezoelektrična kristalna sonda definirana je kao FLHM puni ROI, gdje je ROI veličina područja liječenja u presjeku akustične zrake. Prema kliničkim zahtjevima, veličina područja ispljuvka koje se tretira sondom u ovom je dizajnu postavljena na ROI>10 mm, tako da FLHM>10 u kombinaciji s gornjom formulom može dobiti <3,2 mm.

(3) Određivanje raspona parametara Dcenter i PzTEdgeL u sferičnoj kruni modela ultrazvučnog niza kako bi se osiguralo da model niza , koji ne uzrokuje preklapanje elemenata niza u tim rasponima. Za model ultrazvučnog niza sferne krune, kada je R 60, kako bi se osiguralo da se elementi niza ne preklapaju, a parametri ultrazvučni visoko fokusirani piezo svi su 1. 7PZTEdgeL.

(4) Nakon određivanja vrijednosti N, R, F, pZTEdgeL<3,2, Dcenter/pZTEdgeL počinje od minimalne vrijednosti 1,7, i izračunava karakteristike zvučnog polja (maksimalni raspon otklona, ​​žarišna duljina) niza u svim slučajevima 1,7, pZTEdgeL<3,2. Tražeći stopu punjenja, površina sferne krune je najveća, žarišna duljina je najmanja, a raspon otklona je najveći. DCenter/PzTEdgeL se povećava za 0,1, a gornji izračun se nastavlja. Isto izvrsno rješenje od ultrazvučni visokofokusni piezo nalazi se u trenutnim rezultatima izračuna, a dva izvrsna rješenja izvedena su dvaput. Za usporedbu, rješenje s najvećom stopom punjenja je najmanja žarišna regija i odabran je najveći raspon otklona. Nastavak iterativnog procesa dok se ne pronađe optimalno rješenje. U ovom dizajnu izračunali smo karakteristike zvučnog polja 64 strukture polja s različitim parametrima dizajna polja, čiji su podaci o parametrima 64 polja. Konačno, usporedbom informacija o zvučnom polju 64 niza, jedna od najučinkovitijih struktura niza je dobivena kao model niza proizveden pomoću ove sonde. Specifična metoda analize izražava se na sljedeći način:

Prvo, postavljanje broja žarišnih točaka u načinu rada fokusa s jednom točkom i prostornog položaja koji odgovara fokusu unutar određenog raspona izračuna zvučnog polja; zatim izračunajte najveći raspon otklona strukture niza i žarišnu duljinu svakog fokusa; Načelo velikog raspona otklona i male žarišne duljine odabralo je razuman skup struktura niza. Njegova geometrijska struktura od Impedancija Hifu piezo pretvornika izražena je kao što je prikazano, to su karakteristični parametri strukture niza. Kroz teoretske proračune, niz je u točki geometrijskog fokusa kada je pobudni signal kontinuirani sinusoidalni signal s frekvencijom od 2MHz u slučaju fokusiranja u jednoj točki. Žarišna duljina A je 1,5 7,5 mm3. Za niz pod različitim uvjetima otklona, ​​vršno vrijeme raspodjele zvučnog tlaka u žarišnim ravninama XOY i xoz.

Kao što se može vidjeti na slici, niz se ne mijenja mnogo u procesu otklona, ​​ali će se čvrstoća otklonske rešetke pojaviti na 6 mm. Normalizirana distribucija zvučnog polja niza na različitim udaljenostima otklona je otklonjena duž osi X za 0 mm (a), 2 mm (b), 4 mm (c) i 6 mm (d) prema sljedećoj tablici u načinu fokusiranja na jednu točku, kada je pobudni signal kontinuirani sinusoidni signal frekvencije 2MHz, maksimalni raspon otklona sonde RFD,=12mmRFDz duž X, Y, i Z osi je RFD=12Inln=7mm. Tablica procjene kvalitete zvučnog tlaka niza u slučaju fokusiranja u jednu točku. Među njima, 1, 2, 4 i 5 označavaju razinu 1, 2, 4 i razine standarda kvantizacije zvučnog polja u tablici. Gdje je (a) fokus jedne točke različitih udaljenosti otklona postignut u žarišnoj ravnini y = 0' (2), a (b) je jedna točka različitih udaljenosti otklona postignutih u fokusu žarišne ravnine z = 0' (3).