Studio teorico degli ultrasuoni sferici concavi e degli ultrasuoni altamente focalizzati per l'ipertermia(2)

La massima pressione sonora e l'aumento della temperatura prodotti dalle due sorgenti sonore differiscono notevolmente, ma il rapporto tra l'aumento massimo della temperatura e il massimo assorbimento acustico è quasi lo stesso.La ceramica piezoelettrica focalizzata ad alta intensità indica che l'efficienza dell'assorbimento dell'energia sonora causata dall'assorbimento dell'energia sonora è vicina a ulteriori ricerche: la premessa della stessa potenza di radiazione totale Successivamente, l'area di trattamento effettiva corrispondente alla sorgente di Gauss è più lontana e la gamma laterale è più ampia lontano dalla sorgente sonora, e l'area di trattamento effettiva corrispondente alla sorgente sonora sferica autofocalizzante concava presso la sorgente sonora vicina è leggermente più profonda e lateralmente più ampia.

L'area di trattamento effettiva corrisponde all'autofocalizzazione sferica concava L'elemento piezoelettrico HIFU alla sorgente sonora vicina è leggermente più profondo e lateralmente più largo. Quando l'area di trattamento effettiva totale dei due è vicina al tempo di riscaldamento, la differenza nell'aumento della temperatura causato dai due nel fuoco del suono è piccola, all'aumentare del tempo di riscaldamento, la differenza aumenterà e l'aumento della temperatura è causato dalla sorgente ultrasonica sferica concava. Quando la potenza irradiata totale è 10 W, la temperatura massima in aumento è la sorgente sferica autofocalizzante concava e la sorgente gaussiana focalizzata è rispettivamente di 0,6 23°C e 5,5°C. Quando il parametro di messa a fuoco viene modificato, il rapporto tra la temperatura massima aumenta e la potenza di radiazione totale del il cristallo piezoelettrico hifu cambierà, ma la differenza tra i due non è grande. Se il tasso di assorbimento acustico dei due punti focali sonori è uguale, si può ottenere la superficie sferica concava. Il rapporto tra la potenza irradiata totale e la sorgente gaussiana focalizzata è 0,87 e il corrispondente rapporto massimo di aumento della temperatura è 10. In questo momento, le aree di trattamento effettive delle due sono vicine e le curve temporali dei due punti focali del suono finiranno per coincidere. Per mantenere gli stessi tassi di assorbimento acustico alla focalizzazione geometrica delle due sorgenti, il rapporto tra la massima temperatura in aumento è corrispondente al rapporto tra la potenza irradiata totale. la sorgente sferica concava autofocalizzante rispetto alla sorgente gaussiana focalizzata è 1 per la massima temperatura in aumento. 

Il punto chiave dipende dal tasso massimo di assorbimento acustico e la potenza di radiazione totale non viene analizzata da quanto sopra. Anche se la sorgente autofocalizzante di superficie sferica concava e la sorgente gaussiana focalizzata hanno la stessa lunghezza focale geometrica e dimensione del punto focale acustico, i due luoghi producono la posizione di temperatura e il campo di temperatura in aumento massimo. La larghezza assiale di 3dB di Anche il funzionamento del sensore piezoelettrico Hifu è diverso. Quando le velocità di vibrazione dei fogli di ceramica piezoelettrica delle due sorgenti di ultrasuoni focalizzate sono le stesse, la superficie sferica concava può ottenere una temperatura in aumento più elevata dalla sorgente di focalizzazione e la sorgente gaussiana focalizzata può controllare l'effettiva area di trattamento su un intervallo più piccolo e lo stato stazionario viene raggiunto più velocemente. Quando la potenza di radiazione totale è la stessa, c'è una certa differenza tra i valori massimi di temperatura in aumento generati dai due, ma la temperatura massima in aumento del sensore piezoelettrico a risonanza HIFU è la stessa quando il tasso di assorbimento acustico è lo stesso nel fuoco del suono. Pertanto, l'effetto di riscaldamento della superficie sferica concava dalla sorgente di focalizzazione e l'effetto di riscaldamento della sorgente gaussiana focalizzata non possono essere semplicemente equivalenti. Nel trattamento vero e proprio, l'area di trattamento effettiva il piezoelettrico ad ultrasuoni hifu elettrico può essere controllato modificando il valore della velocità di vibrazione e la distribuzione della ceramica piezoelettrica della sorgente ultrasonica, garantendo così la sicurezza e l'elevata efficienza del trattamento.