HIFUピエゾの二次集束原理

HIFUはセカンダリを使用します 複数のプローブから患者の体外に超音波を送信するHIFUピエゾセラミック 技術により、病変部に焦点を合わせて米粒ほどの高強度の焦点を形成します。高温を発生させてがん細胞を燃焼させます。治療の目的で、身体を通過する単一のプローブの超音波強度ははるかに低く、人体に害はありません。高エネルギー Hifu 圧電セラミックトランスデューサーに は、痛みがなく、手術が不要で、副作用が少なく、治療と回復時間が短いなどの明らかな利点があります。腫瘍治療装置の研究で注目を集めており、現在は臨床応用されている。しかし、HIFU焦点の精度は制御が難しいため、治療中であっても、ターゲット外や他の周囲臓器の現象にさえ深刻な影響を及ぼし、 HIFU 圧電結晶は 信頼できる腫瘍治療法にはなっていません。

HIFU 焦点の精度に影響を与える要因は数多くあります。プローブから人間の病変まで、超音波は水媒体、音響透過膜、カップリング剤、人間の皮膚脂肪、内臓を通過する必要があります。超音波の伝播に影響を与えるすべての要因が、HIFU 焦点の精度に影響します。この論文では、HIFU 装置の観点から、装置の開発中に HIFU 焦点の精度を向上させるための研究と探索のみを紹介します。

単一の超音波プローブ内の圧電セラミックスシートは 、一般に平坦なシートと球状のシートとを有する。球面シートを使用すると、1 つの焦点である契約音場を得ることができます。単一のプローブの焦点深度は小さすぎます。一般に、HIFU治療には最大500本以上の複数のプローブが含まれています。治療ヘッドの球状内面に複数のプローブが取り付けられており、音場軸は球の中心で交差します。高強度の集光スポットが形成されます。これが「第二の焦点」です。治療ヘッドは三次元運動機構の制御により三次元運動を実現できます。医師は治療ヘッドの中心にある B 超音波プローブで病変をスキャンし、コンピューター ソフトウェアで処理します。コンピュータはその情報に応じて三次元運動機構を制御し、治療ヘッドの焦点を利用して一定の「走行ルート」に従って病変部を照射します。の焦点によって発生する局所的な高温。 高強度に焦点を当てたピエゾは 、病変部の組織を組織化するのに十分です。 「焼かれて死ぬ。」 人体の単一のプローブを通過する超音波の損傷を軽減するために、治療中に治療ヘッドがゆっくりと揺れます。超音波は空気中で急速に減衰し、異なる媒体の界面で屈折と反射が発生します。したがって、処理ヘッドは脱気水の中に置く必要があります。プールの底は人体と通音膜の間に、通音性の良いフィルムをコーティングしています。

マルチプローブ二次焦点は主に、球状集束体プローブの位置決め面の中心法線の角度偏差を制御します。実際には、プローブのベータ値が小さすぎる場合、圧電セラミックシートが多すぎるため、値を減らす必要があることがわかっており、測定は主に集束体の設計および製造と組み合わせて行われます。処置ヘッドは上部フランジを介して移動機構に接続され、フランジ端面と中心穴によって位置決めされる。治療ヘッドはステンレス鋼鋳物を採用し、まず端面と外円をフランジ加工して中心穴を完成させ、次にフランジ端面と外円で固定し、クランプと中心穴を位置決めします。水平ワークテーブルを25°回転させてプローブ取り付け穴を加工します。インデックスヘッドは中心穴軸の周りで治療ヘッドを45度回転させて次のプローブ取り付け穴を加工します。位置決め用のセンター穴とプローブ取り付け穴の加工を一度に行うため、機械精度が確保されている限り、超音波高焦点圧電セラミックスによりプローブ取り付け穴の軸がセンター穴の軸上で確実に交差します。