Teorijska studija konkavnog sferičnog ultrazvuka i visoko fokusiranog ultrazvuka za hipertermiju (1)

Zagrijavanje tumorskog tkiva postalo je jedna od važnih metoda liječenja tumora. Ultrazvuk je postao važan tretman grijanjem zbog svojih karakteristika da se lako proizvodi, fokusiran je i invazivan. U posljednjih nekoliko godina, HIFU piezo za termoplastičnu terapijsku tehnologiju grijanja utega se tako brzo razvila. Zbog razlike u oštećenju normalnog i bolesnog tkiva na visokoj temperaturi, odabir fokusiranog piezo je vrlo važan. Dodavanje klipnog izvora zvuka akustičnoj leći i brušenje piezoelektrične keramike u konkavnu površinu obično se koriste za metode akustičnog fokusiranja. Kada je brzina vibracije piezoelektrične keramike na konkavnoj sferičnoj akustičnoj leći koja fokusira piezo Gaussova, fokusirani izvor zvuka poziva se na fokusirani Gaussov izvor zvuka. U ovom radu uvode se pojmovi toplinske žarišne duljine i temperaturnog polja 3 dB. Metoda diferencijalne topline HIFU piezo keramika koristi se za rješavanje jednadžbe prijenosa biotopline. Proučavaju se učinci zagrijavanja ovih fokusiranih ultrazvuka na biološka tkiva. Različiti uvjeti analiziraju se izotermama, uz pretpostavku da fokusirani Gaussov zvuk i akustična žarišna točka konkavnog sferičnog samofokusirajućeg zvuka ima istu veličinu, geometrijsku žarišnu duljinu, poluotvor blende i frekvenciju su 3 cm, 10 cm, 10 MHz.

Rezultati pokazuju da su zvučno polje i raspodjela temperaturnog polja u biološkom tkivu različiti kada je konkavno sferno samofokusiranje HIFU ultrazvučna piezo keramika i fokusirani Gaussov izvor zvuka se zagrijavaju. Kada se konkavna sferna površina zagrijava izvorom fokusiranja, zvučni tlak u bliskom izvoru fluktuira; kada se Gaussov izvor zagrijava, distribucija zvučnog tlaka je glađa. Kada se konkavna sferna površina zagrije samofokusirajućim izvorom zvuka, izoterma se oblikuje u oblik srca, a bliski izvor je bočno širi; kada se Gaussov izvor zagrijava, izoterma je slična elipsi, a duža os je duž smjera širenja zvuka. Kada se akustični intenzitet konkavnog kraja HIFU piezo sonda je ista, učinkovito područje tretmana koje odgovara konkavnom sferičnom samofokusirajućem izvoru zvuka je šire, učinkovito područje tretmana koje odgovara fokusiranom Gaussovom izvoru zvuka je koncentrirano, a temperatura u fokusu zvuka može se brže stabilizirati. Uspoređujući glavne karakteristike zvučnog polja i temperaturnog polja stabilnog stanja koje generiraju dva fokusirana izvora ultrazvuka, žarišnu duljinu i toplinsku žarišnu duljinu HIFU ultrazvuk za mršavljenje su veći, što je bliže geometrijskoj žarišnoj duljini, a odstupanje između akustične žarišne duljine i toplinske žarišne duljine je očitije; zvučno polje i temperatura Aksijalno polje 3 d B širina je veće, a razlika između njih je također veća.