Teknologi Utama dalam Pembangunan Mesin Terapi Tumor Ultrasound Berintensiti Tinggi

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penggunaan Ultrasound transduser piezo HIFU dalam bidang rawatan tumor telah dibimbangkan secara meluas di dalam dan luar negara. Telah dilaporkan bahawa hampir 10 pengeluar domestik telah melabur banyak tenaga kerja dan sumber untuk membangunkan aplikasi klinikal di banyak hospital, yang telah mencapai banyak laporan yang berjaya, seperti tumor tulang malignan, kanser hati, kanser payudara sarkoma tisu lembut dan kanser buah pinggang. Pada Disember 2002, Pentadbiran Makanan dan Ubat-ubatan Negeri merumuskan'Peraturan Pengurusan Penyelidikan Klinikal Mesin Pemfokusan Ultrabunyi Berintensiti Tinggi', 'Keperluan Teknikal Mesti Dilindungi dalam Piawaian Produk Mesin Pemfokusan Ultrabunyi Berkekuatan Tinggi', dan 'Terapi Pemfokusan Ultrabunyi Berintensiti Tinggi' Keperluan teknikal Seramik piezo transduser HIFU untuk arahan adalah sesuai untuk penggunaan mesin dan keperluan teknikal untuk analisis kesan mesin pemfokusan ultrabunyi intensiti tinggi diterbitkan pada Ogos 2003 dalam pentadbiran makanan dan ubat-ubatan wilayah (daerah, majlis perbandaran), dan dikehendaki mematuhi pelaksanaannya. Kerja-kerja asing mengenai penyelidikan asas HIFU adalah lebih mendalam dan khusus, tetapi disebabkan pengurusan makmal klinikal dan sumbernya, ia agak lewat dalam amalan klinikal. Dari perspektif pembangunan kejuruteraan, kertas kerja ini memperkenalkan secara komprehensif teknologi utama yang direka dalam pembangunan mesin terapi tumor dengkuran berintensiti tinggi dalam beberapa tahun kebelakangan ini untuk pembangunan dan rujukan selanjutnya.

Sistem ultrabunyi tertumpu intensiti tinggi secara langsung menghasilkan titik fokus ultrabunyi HIFU dengan kuasa yang mencukupi. kekerapan dan saiz yang sepadan bertindak pada lesi dalam tempoh yang singkat .cth, mengikut keperluan teknikal yang mesti disertakan dalam spesifikasi produk untuk Ultrasound HIFU untuk ubat

mesin terapi. Ditetapkan bahawa transduser ultrasonik digunakan dalam terapi ultrabunyi berintensiti tinggi yang mempunyai frekuensi operasi antara 4. 5 dan 5 MHz. Keamatan bunyi maksimum panjang fokus kepala rawatan tidak kurang daripada rintangan sow, dan amplitud medan bunyi lebih besar daripada lobus utama. Amplitud adalah lebih rendah daripada 8 d B, dan luas keratan rentas kawasan fokus akustik dibatasi oleh penurunan tekanan bunyi sebanyak 6 d B. Pada masa ini, terdapat dua jenis utama probe ultrabunyi tertumpu intensiti tinggi untuk aplikasi klinikal: satu adalah pemfokusan berbilang tatasusunan, iaitu, menggunakan transduser ultrasonik berbilang kecil ditindih dalam kawasan fokus ketumpatan tinggi untuk mencapai ketumpatan kuasa tinggi. satu lagi ialah transduser unit. Di tengah-tengah probe, lubang bulat biasanya diletakkan, dan probe pemantauan ultrasonik B diletakkan untuk mencapai tujuan lokasi lesi dan pemantauan proses. Secara umum, piezoelektrik transduser ultrabunyi berintensiti tinggi semasa menggunakan bahan seramik PZT, yang mempunyai kecekapan elektromekanikal yang tinggi tetapi terdedah kepada kerepek. Dari segi transduser, terdapat terutamanya dua jenis kanta penggetar dan pemfokusan diri cengkerang sfera cekung. Siasatan ultrabunyi pemfokusan intensiti tinggi bagi mod kanta akustik adalah kurang cekap disebabkan oleh kesan pengecilan kanta itu sendiri, dan kanta akustik itu sendiri ialah penyerapan gelombang ultrasonik yang juga mudah mengubah bentuk kanta akustik.

Dengan menukar kanta yang sesuai, adalah mudah untuk melaraskan panjang fokus.Mesin rawatan tumor seramik piezoelektrik piezoelektrik berintensiti tinggi dibangunkan dan dihasilkan pada peringkat awal. Transduser ultrabunyi tertumpu intensiti tinggi dalam mod pemfokusan diri bagi cengkerang sfera cekung adalah agak mudah dalam analisis teori dan sistem kawalan penguat kuasa. Ia mempunyai kaedah analisis dan reka bentuk yang matang, dan mudah untuk merealisasikan jarak fokus bentuk ideal. Walau bagaimanapun, wafer piezoelektrik cengkerang sfera cekung berkuasa tinggi bersaiz besar agak sukar dalam proses pembuatan; terdapat juga beberapa batasan dalam penggunaan, seperti ketidakupayaan untuk menahan beban impak berimpak tinggi disebabkan oleh keseragaman bahan wafer, dan wafer terdedah untuk berlaku. Panjang fokus piezo HIFU ditentukan secara langsung oleh geometri, dan tidak boleh dilaraskan. Oleh itu, aplikasinya juga mempunyai batasan tertentu. Transduser ultrasound fokus intensiti tinggi biasa mempunyai geometri kira-kira 60 hingga 1 20 mm, panjang fokus 40 hingga 2 80 m, dan ketumpatan kuasa fokus 300°cc/m.

Bagi meningkatkan kecekapan seramik piezo untuk kalkulator penurunan berat badan yang panjang dengan transduser ultrasonik, struktur transduser unit diperbaiki, dan rongga dibiarkan pada bahagian bertentangan kristal piezoelektrik, supaya bahagian gelombang ultrasonik merambat dalam arah bertentangan dipantulkan secara kerap, dengan arah positif , Superimposed kecekapan sensor ultrasonik yang transducer sangat tinggi.