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Zn+1 のアレイ要素を備えた多変量線形アレイ トランスデューサの場合、すべてのアレイ要素が同時に音波を放射する場合、点 F におけるアレイ要素の音圧値を p とすると、点 F の合計音圧値は次のようになります。
各線素が媒質中で集束すべき点Fに到達する距離は異なり、均一な媒質中での音速は一定であるため、音波が到達する時間は次のようになります。 HIFUピエゾセラミック は各アレイ素子から放射され、点Fに到達する点も異なります。各アレイ素子と点 F との距離に応じて、各アレイ素子が信号を送信する際に一定の遅延が付加され、最初に信号を送信する点 F から遠いアレイ素子から点 F に近いアレイ素子が信号を発信します。そしてそれぞれの長さを制御する HIFU圧電センサー により、すべての信号が同時に点Fに到達するため、集中した音場を形成できます。このアプローチにより、信号を送信するときにトランスデューサー アレイを凹面トランスデューサーと同等にすることができます。
臨床がん治療の分野では、非侵襲性腫瘍温熱療法技術としての高密度焦点式超音波（HIFU）治療技術が、固形腫瘍の中でも、肝腫瘍、子宮筋腫、乳がん、腎臓がん、膵臓がんおよびその他の腹腔深部の治療に使用されています。マルチアレイ球状冠状超音波治療プローブは、冠状動脈治療用の新しいタイプのプローブです。 Hifu圧電セラミック振動子システム。 電子焦点合わせにより柔軟かつ迅速にフォーカススキャン治療を実現できるしかし、このタイプのプローブは構造が複雑で、アレイ設計パラメータが多いため、設計と製造が困難です。理想的な集束効果を備えたマルチアレイ球面コロナル超音波治療プローブをより低コストで、より簡単な設計方法および製造方法で得る方法が考えられる。
本課題では、同じ形と大きさの正六角形を限られた数だけ使用する新しいタイプのプローブ設計を提案します。プローブアレイ素子として平面セラミックを球冠面で緻密に配置し、最終的に高密度焦点式超音波プローブを低コストで製造します。論文の内容は主に 2 つの部分から構成されます。まず、二次元高密度焦点式超音波プローブの開発プラットフォームを構築しました。プラットフォームには、球面クラウン表面処理音場アレイ構造の設計と、3D プリンティングと CNC テクノロジーによって実現されるプローブのプロセス製造が含まれます。
プローブ開発プラットフォームには特定の科学的研究と応用があり、基本的には技術プラットフォームの要件を満たしています。 超音波高焦点ピエゾ 治療プローブの設計と開発は、HIFu治療プローブのアレイ構造設計のためのシンプルなプラットフォームを提供し、シンプルで低コスト、高速のプローブプロセス製造ソリューションを提供します。最後に、この論文ではプラットフォームを使用して、複数要素の球面を開発します。 Hifu ピエゾ トランスデューサ インピーダンス プローブは、125 mm のマトリックス要素、辺の長さ 2.5 mm の正六角形要素、2MHz の共振周波数、および 60 mm の曲率半径を備えています。アレイ構造の音場の結果は、焦点距離が 1.5x 1.5x7.5mm、焦点面上の最大偏向範囲が 6mm、ビーム放射方向に沿った最大軸偏向距離が 6mm であることを示しています。さらに、プローブの性能テストでは、プローブの物理焦点の最小焦点深度が、短パルス励起下で最大 1x1x3m であることがわかりました。
