Sleuteltechnologieën bij de ontwikkeling van op hoge intensiteit gerichte ultrasone tumortherapiemachines

De afgelopen jaren is de toepassing van HIFU-piëzo-transducer -echografie op het gebied van tumorbehandeling is in binnen- en buitenland wijdverspreid. Er is gemeld dat bijna tien binnenlandse fabrikanten veel mankracht en middelen hebben geïnvesteerd in de ontwikkeling van de klinische toepassingen in de vele ziekenhuizen, die heel wat succesvolle rapporten hebben opgeleverd, zoals kwaadaardige bottumoren, leverkanker, borstkanker, weke delen sarcoom en nierkanker. In december 2002 formuleerde de State Food and Drug Administration de 'Regulations on Clinical Research Management of High-intensity Ultrasound Focusing Machines', 'Technical Requirements Must Be Covered in High-Strength Ultrasound Focusing Machine Product Standards', en 'High-intensity Ultrasound Focusing Therapy'. De technische vereisten van HIFU-transducer-piëzo-keramiek voor de instructies zijn geschikt voor het gebruik van de machine en de technische vereisten voor de analyse van de effecten van de ultrasone focusseringsmachine met hoge intensiteit zijn in augustus 2003 gepubliceerd in de voedsel- en geneesmiddelenadministraties van de provincies (districten, gemeenten), en moeten aan de implementatie voldoen. Buitenlandse werken over het fundamentele onderzoek van HIFU zijn diepgaander en specifieker, maar vanwege het beheer en de middelen van het klinische laboratorium komen ze relatief laat in de klinische praktijk terecht. Vanuit het perspectief van technische ontwikkeling introduceert dit artikel op uitgebreide wijze de belangrijkste technologieën die de afgelopen jaren zijn ontworpen bij de ontwikkeling van op hoge intensiteit gerichte machines voor snurktumortherapie, voor verdere ontwikkeling en referentie.

Het gefocuste ultrasone systeem met hoge intensiteit produceert direct HIFU ultrasone brandpunten met voldoende kracht. De overeenkomstige frequentie en grootte werken in korte tijd in op de laesie, bijvoorbeeld in overeenstemming met de technische vereisten die moeten worden opgenomen in de productspecificaties voor HIFU-echografie voor medicatie

therapie machines. Er wordt bepaald dat de ultrasone transducers worden gebruikt bij gerichte ultrasone klanktherapie met hoge intensiteit en een werkfrequentie hebben tussen 4,5 en 5 MHz. De maximale geluidsintensiteit van de brandpuntsafstand van de behandelkop is niet minder dan de weerstand van de zeug, en de amplitude van het geluidsveld is groter dan die van de hoofdlob. De amplitude is lager dan 8 dB, en het dwarsdoorsnedeoppervlak van het akoestische brandpuntsgebied wordt begrensd door een geluidsdrukval van 6 dB. Momenteel zijn er twee hoofdtypen gefocusseerde ultrasone sondes met hoge intensiteit voor klinische toepassing: de ene is multi-array-focussering, dat wil zeggen dat er meerdere kleine ultrasone transducers over het brandpuntsgebied worden gesuperponeerd om een ​​hoge vermogensdichtheid van de brandpuntsdiepte te bereiken; de andere is een eenheidstransducer. In het midden van de sonde wordt doorgaans een rond gat geplaatst en wordt een ultrasone B-bewakingssonde geplaatst om het doel van laesielocatie en procesbewaking te bereiken. Over het algemeen gebruiken de huidige, op hoge intensiteit gerichte ultrasone transducer piëzo-elektrische PZT-keramische materialen, die een hoge elektromechanische efficiëntie hebben maar gevoelig zijn voor chippen. Wat transducers betreft, zijn er hoofdzakelijk twee soorten trillenzen en zelffocusserende concave bolvormige lenzen. De focusserende ultrasone sonde met hoge intensiteit van de akoestische lensmodus is minder efficiënt vanwege het verzwakkingseffect van de lens zelf, en de akoestische lens zelf is de absorptie van ultrasone golven die de akoestische lens ook gemakkelijk vervormen.

Door de juiste lens te wisselen, is het eenvoudig om de brandpuntsafstand aan te passen.Gerichte piëzo-elektrische keramische ultrasone tumorbehandelingsmachine met hoge intensiteit, ontwikkeld en geproduceerd in een vroeg stadium. De gefocusseerde ultrasone transducer met hoge intensiteit in de zelffocusserende modus van de concave bolvormige schaal is relatief eenvoudig in het theoretische analyse- en regelsysteem van de vermogensversterker. Het heeft een volwassen analyse- en ontwerpmethode en het is gemakkelijk om de brandpuntsafstand van de ideale vorm te realiseren. Grote piëzo-elektrische wafels met concave bolvormige schaal en groot vermogen zijn echter behoorlijk moeilijk in het fabricageproces; er zijn ook enkele beperkingen bij het gebruik, zoals het onvermogen om hoge impactbelastingen te weerstaan ​​​​als gevolg van de uniformiteit van wafermaterialen, en wafers kunnen zich voordoen. De brandpuntsafstand van HIFU-piëzo wordt rechtstreeks bepaald door de geometrie en kan niet worden aangepast. Daarom heeft de toepassing ervan ook bepaalde beperkingen. Typische gefocusseerde ultrasone transducers met hoge intensiteit hebben een geometrie van ongeveer 60 tot 1,20 mm, een brandpuntsafstand van 40 tot 2,80 m en een brandpuntsvermogensdichtheid van 300°cc/m.

Om de efficiëntie van de piëzo-keramiek voor gewichtsverliescalculator lang met ultrasone transducer, de structuur van de eenheidstransducer is verbeterd en er is een holte achtergelaten aan de andere kant van het piëzo-elektrische kristal, zodat het gedeelte van de ultrasone golf zich in de tegenovergestelde richting voortplant en regelmatig wordt gereflecteerd, met de positieve richting. De op elkaar geplaatste ultrasone sensor wordt over elkaar heen gelegd, wat de efficiëntie van de transducer aanzienlijk verhoogt.