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近年では、 HIFU ピエゾトランスデューサー超音波は、国内外で広く関心を集めています。 腫瘍治療分野における国内メーカー10社近くが多大な人的資源と人材を投入して多くの病院での臨床応用を開発し、悪性骨腫瘍、肝臓がん、乳がん軟部肉腫、腎臓がんなどの治療に多くの成功報告をあげていると報告されている。 2002 年 12 月、国家食品医薬品局は「高強度超音波集束機の臨床研究管理に関する規定」、「高強度超音波集束機の製品基準に含まれる技術要件」、および「高強度超音波集束療法」を制定しました。 説明書用のHIFU トランスデューサ ピエゾ セラミック は、この装置の使用に適しており、高密度超音波集束装置の効果を分析するための技術的要件は、2003 年 8 月に各省 (地区、市) の食品医薬品局で公布され、その実施に準拠することが求められています。 HIFU の基礎研究に関する海外の研究はより深く具体的ですが、臨床検査室の管理とリソースのせいで、臨床現場での実用化は比較的遅れています。本稿では、工学開発の観点から、近年の高密度集中いびき腫瘍治療装置の開発において設計されたキーテクノロジーを包括的に紹介し、更なる開発と参考にさせていただきます。
高密度焦点式超音波システムは、十分な出力の HIFU 超音波焦点を直接生成します。対応する周波数とサイズが、短期間で病変に作用します。たとえば、製品仕様に含まれなければならない技術要件に従っています。 投薬用HIFU超音波
治療用の機械。超音波トランスデューサは、高密度焦点式超音波治療に使用され、動作周波数が 4.5 ～ 5 MHz であることが規定されています。治療ヘッドの焦点距離の最大音響強度は雌豚抵抗以上であり、音場の振幅はメインローブよりも大きくなります。振幅は 8 d B より低く、音響焦点領域の断面積は 6 d B の音圧降下によって制限されます。現在、臨床応用のための高密度焦点式超音波プローブには主に 2 つのタイプがあります。1 つはマルチアレイ焦点合わせです。つまり、複数の小型超音波トランスデューサーを焦点領域に重ね合わせて高い焦点深度パワー密度を達成します。もう1つはユニットトランスデューサーです。プローブの中心には、通常、円形の穴が配置され、病変の位置とプロセスの監視の目的を達成するために、B超音波監視プローブが配置されます。一般に、現在の高密度焦点式超音波トランスデューサの圧電体には PZT セラミック材料が使用されており、電気機械効率は高いものの、欠けが発生しやすいです。振動子には大きく分けて振動レンズ型と凹型球殻自己集束型の2種類があります。音響レンズモードの高強度集束超音波探触子は、レンズ自体の減衰効果により効率が低く、音響レンズ自体が超音波を吸収するため、音響レンズも変形しやすい。
適切なレンズを交換することで、焦点距離の調整が簡単に行えます。高密度焦点式圧電セラミック超音波腫瘍治療装置。 初期段階に開発、生産された凹型球殻の自己集束モードの高密度集束超音波トランスデューサは、理論解析およびパワーアンプの制御システムが比較的簡単です。成熟した解析設計手法により、理想的な形状の焦点距離を実現しやすくなっています。しかし、大型で高出力の凹型球殻圧電ウエハーは製造プロセスが非常に難しく、その製造が困難であった。また、ウェハの材料が均一であるため、強い衝撃荷重に耐えられず、ウェハ割れが発生しやすいなど、使用上の制限もあります。HIFUピエゾの焦点距離は形状によって直接決定され、調整することはできません。したがって、その適用にも一定の制限があります。典型的な高密度焦点式超音波トランスデューサは、約 60 ～ 1 20 mm の形状、40 ～ 2 80 m の焦点距離、および 300°cc/m の焦点出力密度を持っています。
の効率を向上させるために、 重量損失計算用のピエゾセラミックは 超音波トランスデューサを備えており、ユニットトランスデューサの構造が改善され、圧電結晶の反対側にキャビティが残され、反対方向に伝播する超音波の部分が正方向に正反射されます。重畳された超音波センサーが重畳されており、トランスデューサの効率が大幅に向上します。
