Studi teoritis ultrasonik bola cekung dan ultrasonografi fokus tinggi untuk hipertermia(1)

Pemanasan jaringan tumor telah menjadi salah satu metode penting untuk mengobati tumor. USG telah menjadi pengobatan pemanasan yang penting karena karakteristiknya yang mudah diproduksi, fokus, dan invasif. Dalam beberapa tahun terakhir, piezo HIFU untuk teknologi terapi pemanasan berat termoplastik telah berkembang begitu pesat. Karena perbedaan kerusakan jaringan normal dan jaringan sakit pada suhu tinggi, pemilihan piezo terfokus menjadi sangat penting. Menambahkan sumber suara piston ke lensa akustik dan menggiling keramik piezoelektrik ke permukaan cekung biasanya digunakan untuk metode pemfokusan akustik. Bila kecepatan getaran keramik piezoelektrik pada lensa akustik bola cekung yang memfokuskan piezo adalah Gaussian, maka sumber bunyi terfokus disebut sumber bunyi Gaussian terfokus. Dalam makalah ini diperkenalkan konsep panjang fokus termal dan medan suhu 3 dB. Metode panas diferensial dari Keramik piezo HIFU digunakan untuk menyelesaikan persamaan perpindahan bioheat. Efek pemanasan dari USG terfokus pada jaringan biologis dipelajari. Kondisi yang berbeda dianalisis dengan isoterm, dengan asumsi suara Gaussian terfokus dan Titik fokus akustik dari suara pemfokusan mandiri bola cekung memiliki ukuran, panjang fokus geometris, setengah bukaan, dan frekuensi yang sama masing-masing 3cm, 10cm, 10MHz.

Hasilnya menunjukkan bahwa distribusi medan suara dan suhu dalam jaringan biologis berbeda ketika bola cekung melakukan pemfokusan mandiri. Keramik piezo ultrasonik HIFU dan sumber suara Gaussian terfokus dipanaskan. Ketika permukaan bola cekung dipanaskan oleh sumber pemfokusan, tekanan suara pada sumber dekat berfluktuasi; ketika sumber Gaussian dipanaskan, distribusi tekanan suara menjadi lebih lancar. Ketika permukaan bola cekung dipanaskan oleh sumber suara yang fokus sendiri, isotermnya dibentuk menjadi bentuk hati, dan sumber dekat menjadi lebih lebar secara lateral; ketika sumber Gauss dipanaskan, isotermnya mirip dengan elips, dan sumbu panjangnya sepanjang arah rambat bunyi. Ketika intensitas akustik ujung cekung Transduser piezo HIFU sama, area perawatan efektif yang sesuai dengan sumber suara pemfokusan mandiri bola cekung lebih luas, area perawatan efektif yang sesuai dengan sumber suara Gaussian terfokus terkonsentrasi, dan suhu pada fokus suara dapat distabilkan lebih cepat. Membandingkan karakteristik utama medan suara dan medan suhu keadaan tunak yang dihasilkan oleh dua sumber ultrasonik terfokus, panjang fokus dan panjang fokus termal dari Ultrasonografi HIFU untuk penurunan berat badan lebih besar, lebih dekat dengan panjang fokus geometris, dan penyimpangan antara panjang fokus akustik dan panjang fokus termal lebih jelas; medan suara dan suhu Lebar aksial medan 3 d B lebih besar, dan perbedaan keduanya juga lebih besar.