Evaluatie van de prestaties van HIFU-transducers

De prestatie-indicatoren die de transducer beschrijven zijn de werkfrequentie, de elektro-akoestische efficiëntie en het overgedragen geluidsvermogen. De prestaties van de HIFU-keramische transducers worden hieronder beschreven en de prestaties van de vier in vitro gefocusseerde transducers worden afzonderlijk beschreven. (1) Bedrijfsfrequentie van de transducer. Typisch is de werkfrequentie van de transducer gelijk aan zijn eigen resonante grondfrequentie, zodat de beste bedrijfsomstandigheden worden bereikt voor maximaal zendvermogen en efficiëntie. De ultrasone frequentie voor behandeling is over het algemeen laag (niet meer dan 5 MHz), de frequentiekeuze wordt grotendeels bepaald door de doeldiepte, en hoe lager de ultrasone frequentie, hoe sterker het penetrerende weefselvermogen. Volgens de technische vereisten die moeten worden opgenomen in de productstandaard van een gefocusseerde ultrasone therapiemachine met hoge intensiteit, is de werkfrequentie van de transducer die wordt gebruikt bij gefocuste ultrasone therapie met hoge intensiteit 0,5 ~ 5 MHz.

De elektro-akoestische efficiëntie van de Pzt8 materiaal HIFU-keramiek . Voor de focusserende transducer met akoestische lens geldt dat, aangezien de lens zelf de ultrasone golf absorbeert, de gegenereerde hoge temperatuur de lens gemakkelijk vervormt en de transducer een laag elektro-akoestisch rendement heeft. De elektro-akoestische efficiëntie van een sferische zelffocusserende transducer is aanzienlijk beter dan die van een akoestische lensfocusserende transducer, maar het materiaal van de maker is anders en de elektro-akoestische efficiëntie is ook anders. De elektro-akoestische efficiëntie van de uit meerdere elementen bestaande zelffocusserende transducer is relatief hoog. Als de focus van elke transducereenheid niet naar hetzelfde punt kan wijzen, is de verdeling van de gefocuste geluidsveldparameters relatief slecht.

Het overgedragen geluidsvermogen van de HIFU-keramiek voor medische lasers . Het is een fysieke grootheid die beschrijft hoeveel de transducer per tijdseenheid geluidsenergie uitstraalt naar het medium geluidsveld, en de grootte ervan heeft rechtstreeks invloed op het effect van ultrasone therapie. De schade aan het weefsel is evenredig met het geluidsvermogen, en hoe sterker het geluidsvermogen, hoe ernstiger de schade. Het zendvermogen van de transducer varieert in het algemeen met de werkfrequentie, en bij zijn mechanische resonantiefrequentie kan het maximale uitgezonden akoestische vermogen worden verkregen.

 De verdeling van het transducergerichte geluidsveld. De prestaties van de gefocusseerde ultrasone transducer is onlosmakelijk verbonden met de focus en geluidsveldverdeling. Geluidsvelddistributieparameters omvatten brandpuntsafstand, focale veldmorfologie, geluidsveldverdeling, zijlobben, enz. Deze parameters zijn aan elkaar gerelateerd om het klinische therapeutische effect van HIFU te bepalen. De brandpuntsafstand bepaalt de effectieve behandelingsdiepte voor HIFU. De diepte van de behandeling van HIFU verwijst naar de maximale diepte van het HIFU-geluidssysteem dat het oppervlak uitstraalt naar het brandpunt in het menselijk lichaam. In menselijke weefsels zijn de lever- en nierlaesies ongeveer 20 mm ondiep, de prostaatlaesies ongeveer 150 mm diep en andere menselijke weefsels liggen meestal tussen de 20 en 150 mm. De vorm van het brandpuntsgebied is ook een belangrijke parameter van HIFU. Voor HIFU-apparaten wordt benadrukt dat de geluidsintensiteit op de focus hoog moet zijn, wat vereist dat het brandpunt van het gefocuste geluidsveld klein is. Als het brandpunt te groot is, zelfs als het geluidsvermogen groot genoeg is, voldoet de geluidsintensiteit op de brandpuntsafstand niet aan de eisen en kan de brandpuntstemperatuur van het brandpuntsgebied niet worden verhoogd tot 65 of meer, wat niet kan worden genoemd HIFU piëzokeramische transducer . Geluidsveldgeluidsdrukverdeling en zijlobben zijn ook een belangrijke parameter van HIFU.