Reka bentuk struktur rawatan elemen tatasusunan HIFU

Parameter reka bentuk bagi HIFU piezo seramik secara langsung menjejaskan prestasi dan kos pengeluaran sistem. Kertas ini adalah berdasarkan asas perkakasan makmal sedia ada, berdasarkan model tatasusunan ultrasonik mahkota sfera, reka bentuk asas parameter siasatan dicadangkan. (1) Apabila mereka bentuk probe, kita perlu mempertimbangkan parameter prestasi sistem pelancaran. Bilangan saluran yang digunakan oleh modul pemancar sistem rawatan HIFU ialah 128. Oleh itu, apabila mereka bentuk Transduser seramik piezoelektrik Hifu , digabungkan dengan ciri-ciri struktur model tatasusunan ultrasonik yang direka kali ini, kekerapan resonans elemen tatasusunan adalah parameter reka bentuk yang sangat penting. Dalam reka bentuk probe HIFU, kekerapan operasi probe biasanya antara 0.5MHz dan 4MHz. Kami memilih 2MHz sebagai frekuensi resonan probe ini.

(1) Lengkungan jejari R susunan HIFU sfera mahkota dipilih untuk menjadi 60 mm dalam reka bentuk ini.

(2) Menentukan panjang tepi julat elemen tatasusunan mengikut saiz kawasan rawatan klinikal. Lebar pancaran pada setiap kedalaman fokus dalam Siasatan kristal piezoelektrik Hifu ditakrifkan sebagai ROI penuh FLHM, di mana ROI ialah saiz kawasan rawatan dalam keratan rentas rasuk akustik. Mengikut keperluan klinikal, saiz kawasan sputum dirawat oleh probe dalam reka bentuk ini ditetapkan kepada ROI>10mm, jadi FLHM>10 digabungkan dengan formula di atas boleh mendapatkan <3.2mm.

(3) Menentukan julat parameter Dcenter dan PzTEdgeL dalam mahkota sfera model tatasusunan ultrasonik untuk memastikan model tatasusunan, yang tidak menyebabkan elemen tatasusunan bertindih dalam julat ini. Untuk model tatasusunan ultrasonik mahkota sfera, apabila R ialah 60, untuk memastikan elemen tatasusunan tidak bertindih, dan parameter piezo pemfokusan tinggi ultrasonik semuanya 1. 7PZTEdgeL.

(4) Selepas menentukan nilai N, R, F, pZTEdgeL<3.2, Dcenter/pZTEdgeL bermula daripada nilai minimum 1.7, dan mengira ciri medan bunyi (julat pesongan maksimum, panjang fokus) tatasusunan dalam semua kes 1.7, pZTEdgeL<3.2. Mencari kadar isian, Permukaan mahkota sfera adalah yang tertinggi, jarak fokus adalah yang terkecil, dan julat pesongan adalah yang terbesar. DCenter/PzTEdgeL dinaikkan sebanyak 0.1, dan pengiraan di atas diteruskan. Penyelesaian cemerlang yang sama piezo fokus tinggi ultrasonik ditemui dalam keputusan pengiraan semasa, dan dua penyelesaian cemerlang dilakukan dua kali. Sebagai perbandingan, penyelesaian dengan kadar pengisian tertinggi ialah kawasan fokus terkecil dan julat pesongan terbesar dipilih. Meneruskan proses berulang sehingga penyelesaian optimum ditemui. Dalam reka bentuk ini, kami mengira ciri medan bunyi bagi 64 struktur tatasusunan dengan parameter reka bentuk tatasusunan yang berbeza, yang mana maklumat parameternya ialah 64 tatasusunan. Akhir sekali, dengan membandingkan maklumat medan bunyi bagi 64 tatasusunan, salah satu struktur tatasusunan yang paling berkesan diperolehi sebagai model tatasusunan yang dihasilkan oleh siasatan ini. Kaedah analisis khusus dinyatakan seperti berikut:

Mula-mula, tetapkan bilangan titik fokus dalam mod fokus satu titik dan kedudukan spatial adalah sepadan dengan fokus dalam julat pengiraan medan bunyi tertentu; kemudian hitung julat pesongan maksimum struktur tatasusunan dan panjang fokus setiap fokus, masing-masing; Prinsip julat pesongan besar dan panjang fokus kecil telah memilih set struktur tatasusunan yang munasabah. Struktur geometrinya Impedans transduser Hifu piezo dinyatakan seperti yang ditunjukkan, ia adalah parameter ciri struktur tatasusunan.Melalui pengiraan teori, tatasusunan berada pada titik fokus geometri apabila isyarat pengujaan ialah isyarat sinusoidal berterusan dengan frekuensi 2MHz dalam kes pemfokusan titik tunggal. Panjang fokus A ialah 1.5 7.5 mm3. Untuk tatasusunan di bawah keadaan pesongan yang berbeza, masing-masing, masa puncak taburan tekanan bunyi dalam satah fokus XOY dan xoz .

Seperti yang dapat dilihat dari rajah, tatasusunan tidak banyak berubah dalam proses pesongan, tetapi kekuatan parut pesongan akan berlaku pada 6mm. Taburan medan bunyi yang dinormalkan bagi tatasusunan pada jarak pesongan yang berbeza dipesongkan sepanjang paksi X sebanyak 0 mm (a), 2 mm (b), 4 mm (c) dan 6 mm (d) mengikut jadual berikut dalam mod pemfokusan titik tunggal , apabila isyarat pengujaan ialah isyarat sinusoidal berterusan frekuensi 2MHz, julat pesongan maksimum ZX, RFD, dan a = a. RFD=12Inln=7mm.Jadual penilaian kualiti tekanan bunyi tatasusunan dalam kes pemfokusan titik tunggal. Antaranya, 1, 2, 4, dan 5 masing-masing menunjukkan tahap Gred 1, Gred2, Gred 4, dan Gred bagi piawaian pengkuantitian medan bunyi dalam jadual. Di mana (a) ialah fokus titik tunggal bagi jarak pesongan berbeza yang dicapai dalam satah fokus y = 0' (2), dan (b) ialah titik tunggal jarak pesongan berbeza yang dicapai dalam satah fokus z = 0' (3) fokus.