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現在、音場を研究する方法は、 HIFU ピエゾセラミックに は主に実験測定法と数値シミュレーション法が含まれます。
強力な超音波音場を測定する方法は、主にハイドロフォン、超音波輻射天秤、光ファイバーセンサーの3つがあります。
(l) ハイドロフォン：リングと内部に張力を持たせた PVDF フィルムから構成され、膜厚は 30 ～ 40 kn m、フィルムの両側に相当する局所領域に金属膜電極がめっきされ、リングの中央部の直径はその領域よりも小さく、圧電効果を得るために分極処理が施されています。小型の受容トランスデューサーを備えているため、Arduino を使用した HIFU 圧電トランスデューサーの元の放射音場に変化はありません。
(2) 超音波放射バランス: 音響強度は超音波の放射圧力を測定することによって得られ、放射音圧は、進行中の障害物に対して音響ビームが生成する一定の圧力です。
(3) 光ファイバセンサ: 光源、伝送ファイバ、感知素子または変調領域による光検出。温度、圧力、加速度、振動、変位が光路に影響を与える場合、光波は光強度、波長、振幅などの特性パラメータになります。圧電トランスデューサの共振周波数はそれに応じて変化し、光ファイバセンサはこれらのパラメータに基づいています。外部要因間の関係を使用して、対応する各物理量の大きさを検出します。耐電磁干渉性を備え、小型です。高い空間分解能により、広い応答帯域幅と非常に速い応答速度を備えています。
数値的手法を用いることで、人体内における実際の焦点領域とそのエネルギー分布を予測することが可能です。近年では、非線形シミュレーションが行われています。 HIFU 圧電セラミック素子 超音波音場は、多くの研究者の注目の的となっています。多くの研究者がこれらの理論を使用して音響非線形伝播のシミュレーションを研究してきました。ボストン大学と南京大学の Zhang Dong は、それぞれ KzK 方程式を使用し、PelmeS 熱伝導と組み合わせて正弦波を励起し、音場と温度場に超音波の線形特性と非線形特性の効果をもたらしました。この方法で使用される正弦波励振は、実際の超音波振動子の励振波形とは異なります。正弦波励起によって形成される焦点場音場は、超音波トランスデューサーによって形成される音場とは異なります。 ESWL は大量のシミュレーション計算と複雑なシミュレーション方法があるため、研究結果は複雑な ESWL 治療における非線形超音波伝播の問題の解決には適用されていません。これらの方法は、さまざまな音響特性や不規則性をシミュレートするために直接適用されます。人体の軟組織における音波の非線形伝播の間には、依然として一定の距離があります。ボストン大学のクリーブランドは 2004 年に、二次元平面と超音波線形伝播を想定した FDTD シミュレーション手法と ESWL 処理プロセスを使用しました。
超音波の伝播特性 Hifu圧電セラミックトランスデューサは 中部腎臓結石にありますが、アルゴリズムは実際の3次元問題と非線形問題が線形化されるという仮定の下の2次元平面アルゴリズムにのみ使用されます。積分形式の超音波伝播方程式を遺伝的アルゴリズムと組み合わせて、256素子の内部球状ピエゾ集束トランスデューサの音場をシミュレートし、異なるトランスデューサアレイ要素に従って単焦点と複数が得られます。ただし、この研究では統合アルゴリズムが使用されており、高密度焦点式超音波伝播中の音場に対する非線形特性の影響は研究されていません。 3 つの異なるパラメータの楕円球面集束の焦点位置をシミュレートします。計算は状態方程式に基づいており、シミュレーション計算量は非常に膨大です。一般に、スーパーコンピュータは、積分を使用した線形重ね合わせアルゴリズムによるシミュレーション計算に使用できます。これは、高音の強度と媒体が、形成される焦点領域の形状と位置に大きな影響を与えることを示しています。 1998年に森田長治は超音波を運動方程式と音波の連続方程式に基づいて超音波を利用して超音波hifuを開発 した。波の伝播における非線形変化量は音響波伝播速度、陽子速度を用いた体積弾性係数に含まれる。度数と非線形係数の近似シミュレーション計算はYeeによって電磁波に適用された。シミュレーション計算のFDTD法は最初に3次元非線形伝播を提案した。高密度焦点式超音波。水域におけるライヒアイスの水実験を採用しました。高密度集束超音波の伝播をシミュレートし、焦点での測定波形が得られました。
