Desain struktural perawatan elemen array HIFU

Parameter perancangan Keramik piezo HIFU secara langsung mempengaruhi kinerja dan biaya produksi sistem. Makalah ini didasarkan pada fondasi perangkat keras laboratorium yang ada, berdasarkan model susunan ultrasonik mahkota bola, desain dasar parameter probe diusulkan. (1) Saat merancang probe, kita perlu mempertimbangkan parameter kinerja sistem peluncuran. Jumlah saluran yang digunakan modul pemancar sistem perawatan HIFU adalah 128. Oleh karena itu, saat merancang Transduser keramik piezoelektrik Hifu , dikombinasikan dengan karakteristik struktural model susunan ultrasonik yang dirancang kali ini, frekuensi resonansi elemen susunan merupakan parameter desain yang sangat penting. Dalam desain probe HIFU, frekuensi pengoperasian probe umumnya antara 0,5MHz dan 4MHz. Kami memilih 2MHz sebagai frekuensi resonansi probe ini.

(1) Jari-jari kelengkungan R susunan HIFU bola mahkota dipilih menjadi 60 mm dalam desain ini.

(2) Menentukan rentang panjang tepi elemen susunan sesuai dengan ukuran area perawatan klinis. Lebar sinar pada setiap kedalaman fokus di Probe kristal piezoelektrik Hifu didefinisikan sebagai ROI penuh FLHM, di mana ROI adalah ukuran wilayah perlakuan pada penampang berkas akustik. Sesuai dengan persyaratan klinis, ukuran area dahak yang dirawat dengan probe dalam desain ini diatur ke ROI>10mm, sehingga FLHM>10 dikombinasikan dengan rumus di atas dapat memperoleh<3.2mm.

(3) Menentukan kisaran parameter Dcenter dan PzTEdgeL pada mahkota bola model susunan ultrasonik untuk memastikan bahwa model susunan, yang tidak menyebabkan elemen susunan tumpang tindih dalam rentang ini. Untuk model susunan ultrasonik mahkota bola, ketika R adalah 60, untuk memastikan elemen susunan tidak tumpang tindih, dan parameter dari piezo fokus tinggi ultrasonik semuanya 1. 7PZTEdgeL.

(4) Setelah menentukan nilai N, R, F, pZTEdgeL<3.2, Dcenter/pZTEdgeL dimulai dari nilai minimum 1.7, dan menghitung karakteristik medan suara (rentang defleksi maksimum, panjang fokus) larik dalam semua kasus 1.7, pZTEdgeL<3.2. Mencari laju pengisian, Permukaan mahkota berbentuk bola adalah yang tertinggi, panjang fokus adalah yang terkecil, dan rentang defleksi adalah yang terbesar. DCenter/PzTEdgeL ditingkatkan sebesar 0,1, dan penghitungan di atas dilanjutkan. Solusi luar biasa yang sama dari piezo fokus tinggi ultrasonik ditemukan dalam hasil perhitungan saat ini, dan dua solusi terbaik dilakukan dua kali. Sebagai perbandingan, solusi dengan laju pengisian tertinggi dipilih daerah fokus terkecil dan rentang defleksi terbesar. Melanjutkan proses iteratif hingga ditemukan solusi optimal. Pada perancangan ini dilakukan perhitungan karakteristik medan bunyi dari 64 struktur array dengan parameter desain array yang berbeda, dimana informasi parameternya sebanyak 64 array. Terakhir, dengan membandingkan informasi medan suara dari 64 larik, diperoleh salah satu struktur larik paling efektif sebagai model larik yang dibuat oleh probe ini. Metode analisis spesifiknya dinyatakan sebagai berikut:

Pertama, mengatur jumlah titik fokus dalam mode fokus titik tunggal dan posisi spasial sesuai dengan fokus dalam rentang perhitungan bidang suara tertentu; kemudian hitung masing-masing rentang defleksi maksimum struktur larik dan panjang fokus setiap fokus; Prinsip rentang defleksi besar dan panjang fokus kecil telah memilih serangkaian struktur susunan yang masuk akal. Struktur geometrisnya Impedansi transduser piezo Hifu dinyatakan seperti yang ditunjukkan, itu adalah parameter karakteristik struktur array. Melalui perhitungan teoritis, array berada pada titik fokus geometris ketika sinyal eksitasi adalah sinyal sinusoidal kontinu dengan frekuensi 2MHz dalam kasus pemfokusan titik tunggal. Panjang fokus A adalah 1,5 7,5 mm3. Untuk susunan dalam kondisi defleksi yang berbeda, waktu puncak distribusi tekanan suara pada bidang fokus XOY dan xoz .

Terlihat dari gambar, susunan tidak banyak mengalami perubahan pada proses defleksi, namun kekuatan kisi defleksi akan terjadi pada 6mm. Distribusi medan suara yang dinormalisasi dari larik pada jarak defleksi yang berbeda dibelokkan sepanjang sumbu X sebesar 0 mm (a), 2 mm (b), 4 mm (c), dan 6 mm (d) sesuai tabel berikut dalam mode pemfokusan titik tunggal, ketika sinyal eksitasi adalah sinyal sinusoidal kontinu dengan frekuensi 2MHz, rentang defleksi maksimum probe RFD,=12mmRFDz sepanjang sumbu X, Y, dan Z adalah RFD=12Inln=7mm.Tabel evaluasi kualitas tekanan suara larik dalam kasus pemfokusan titik tunggal. Diantaranya, 1, 2, 4, dan 5 masing-masing menunjukkan tingkat Kelas 1, Kelas 2, Kelas 4, dan Kelas dari standar kuantisasi medan suara dalam tabel. Dimana (a) adalah satu titik fokus dengan jarak defleksi berbeda yang dicapai pada bidang fokus y = 0' (2), dan (b) adalah satu titik dengan jarak defleksi berbeda yang dicapai pada bidang fokus z = 0' (3) fokus.