多周波HIFU圧電トランスデューサの研究

を実現するために、 HIFU 超音波ピエゾ、従来の方法では主に単一周波数超音波トランスデューサーが使用され、同じ集束システムを使用して 2 周波数超音波の焦点を達成することはほとんど報告されていません。 1996年、日本人学者の梅村聡ら。超音波を使用してアシッドレッドを活性化し、腫瘍細胞を殺す技術を研究しました。第 2 高調波と基本波の重ね合わせを実現するために、特別な多周波数集束超音波トランスデューサーが開発されました。周波数の異なる16層のPZTウェハをそれぞれエポキシ樹脂でアルミ球殻の凸面に接着することで、2種類の周波数を実現します。 高密度焦点式超音波 プローブはアルミニウム球殻の凹面側に実現されており、2 つの焦点は一致します。 1999 年に、低周波超音波キャビテーションの現象を研究することにより、特定の条件下では、二重周波数音響キャビテーションが単一周波数超音波よりも大幅に優れていることが判明しました。彼らは後に、ポルフィリンとその誘導体を活性化するための新しい多周波集束トランスデューサ、400 kHz および 800 kHz 多周波トランスデューサを開発しました。放射性の高周波 PZT ウェハは、エポキシ樹脂を備えた低周波 PZT リング内に配置され、プレキシガラス レンズの面に接着されます。 

プレキシガラスの放射端は、2つの周波数の超音波領域を超音波にするために凹球面に作られています。基本的に、2 つの周波数の目的は達成されます。多周波高強度集束圧電セラミックの超音波場を研究した結果、多周波トランスデューサによって生成された 2 つの音波列の音の散乱により、音場のスペクトルが広がり、キャビテーションの確率が増加し、超音波キャビテーションが強化されることがわかりました。この効果は、超音波とヘマトポルフィリンの相乗的な抗がん作用を高めます。二周波複合HIFUトランスデューサは、凹型の球状圧電セラミックウェハを同心円状に2つのトランスデューサに切断することによって開発され、二周波動作モードを使用しています。結果は、二重周波数モードでの音波の異なる周波数がキャビテーション効果を促進し、これにより二重周波数モードでHIFUトランスデューサによって生成される焦点スポット比が生じ、単一周波数モードでの焦点面積が大幅に大きくなることを示しています。さらに、デュアルレンズレンズにより、多焦点でビーム制御可能なトランスデューサーが開発されました。振動子の構造を改良し、圧電結晶の反対側に空洞を残すことで、後方に伝播する超音波の部分を規則的に反射させて前方に伝播する音波のエネルギーと一致させ、超音波を改善しました。それは変換器の効率です。一部の学者はトランスデューサーを改良して、音源の音響強度を低減し、健康な組織への照射時間を短縮しました。新しいものを導入することが提案されています 二重周波数を備えた高焦点超音波ピエゾ 、それは動作モードと単一周波数動作モードであり、本体を隔離するために2つのモードを使用します。比較のためにブタの肝臓組織に放射線を照射しました。二重周波数モード HIFU によって引き起こされる損傷は単一周波数モードの損傷よりも大幅に大きく、フェーズド アレイ集束トランスデューサと比較して構造が簡単であるという利点があります。

ガスや骨による音のビームの吸収と反射のため、そのような媒体における HIFU ピエゾ技術の応用は限られています。一部の学者は、分割体積放射を備えたトランスデューサを設計することを提案しています。凹面 トランスデューサの圧電材料HIFUピエゾ は10個の等しい面積に分割されており、各圧電ウェハが駆動電源を持っています。治療中、片方のピースの音波を遮るリブに遭遇した場合、駆動電源をオフにすることで音波を止めることができます。これにより、音場に対するリブの影響が回避され、演奏中にリブが損傷する可能性が回避されます。 Hifu処理圧電結晶。設計された「デュアル モード」フェーズド アレイ集束トランスデューサーは、治療機能と画像処理機能の両方を備えています。このトランスデューサは球面アレイの表面を 2048 個のアレイ要素に分割しており、そのシミュレートされた音場は良好な集束特性を示します。