Onderzoeksmethode van HIFU-behandeling geluidsveld

Momenteel zijn de methoden voor het bestuderen van het geluidsveld van HIFU-piëzo-keramiek omvat voornamelijk experimentele meetmethoden en numerieke simulatiemethoden.

De methoden voor het meten van ultrasone geluidsvelden met hoge intensiteit zijn voornamelijk hydrofoons, ultrasone stralingsbalansen en glasvezelsensoren. Er zijn drie methoden.

(l) Hydrofoon: het bestaat uit een ring en een PVDF-film die intern is gespannen, en de filmdikte is 30 ~ 40 kn · m, de metaalfilmelektrode is geplateerd op het lokale gebied dat overeenkomt met beide zijden van de film, en de diameter in het midden van de ring is kleiner dan in het gebied. Er wordt een polarisatiebehandeling uitgevoerd om een ​​piëzo-elektrisch effect te verkrijgen. Omdat het een kleine accepterende transducer heeft, is er geen verandering in het oorspronkelijke uitgestraalde geluidsveld van de HIFU-piëzo-elektrische transducer met Arduino.

(2) Ultrasone stralingsbalans: de geluidsintensiteit wordt verkregen door de stralingsdruk van de ultrasone golf te meten, en de geluidsdruk van de straling is dat de geluidsbundel een constante druk uitoefent op het obstakel dat onderweg is.

(3) Glasvezelsensor: per lichtbron, transmissievezel, sensorelement of modulatiegebied, lichtdetectie. Wanneer temperatuur, druk, versnelling, trilling, verplaatsing een effect heeft op het optische pad, zal de lichtgolf karakteristieke parameters zijn zoals lichtintensiteit, golflengte, amplitude, enz. De resonantiefrequentie van de piëzo-elektrische transducer verandert dienovereenkomstig, en glasvezelsensoren zijn gebaseerd op deze parameters. De relatie tussen externe factoren wordt gebruikt om de grootte van elke overeenkomstige fysieke grootheid te detecteren. Het heeft anti-elektromagnetische interferentie en is klein van formaat. Hoge ruimtelijke resolutie heeft de brede responsbandbreedte en extreem snelle responssnelheid.

Met behulp van numerieke methoden is het mogelijk om het feitelijke aandachtsgebied en de energieverdeling ervan in het menselijk lichaam te voorspellen. De afgelopen jaren is de niet-lineaire simulatie van HIFU piëzo-elektrisch keramisch element ultrasoon geluidsveld is een hotspot van veel onderzoekers geworden. Veel onderzoekers hebben deze theorieën gebruikt om de simulatie van akoestische niet-lineaire voortplanting te bestuderen. Zhang Dong van Boston University en Nanjing University gebruikte respectievelijk de KzK-vergelijking en combineerde deze met de PelmeS-warmtegeleiding om de sinusgolf te exciteren om de effecten van ultrasone lineaire en niet-lineaire kenmerken op het geluidsveld en het temperatuurveld uit te voeren. De bij deze methode gebruikte sinusgolfexcitatie verschilt van de excitatiegolfvorm van de daadwerkelijke ultrasone transducer. Het brandpuntsveldgeluidsveld dat wordt gevormd door de sinusoïdale excitatie verschilt van het geluidsveld dat wordt gevormd door de ultrasone transducer. Vanwege de grote hoeveelheid simulatieberekeningen en complexe simulatiemethoden van ESWL zijn de onderzoeksresultaten niet toegepast om het probleem van niet-lineaire ultrasone golfvoortplanting in de complexe ESWL-behandeling op te lossen. Deze methoden worden direct toegepast om te simuleren met verschillende akoestische kenmerken en onregelmatigheden. Er is nog steeds een bepaalde afstand tussen de niet-lineaire voortplanting van geluidsgolven in het zachte weefsel van het menselijk lichaam. Cleveland van de Boston University gebruikte in 2004 FDTD-simulatiemethoden en een ESWL-behandelingsproces onder de veronderstelling van een tweedimensionaal vlak en ultrasone lineaire voortplanting.

De voortplantingskenmerken van ultrageluid Hifu piëzo-elektrische keramische transducer bevindt zich in de middelste nierstenen, maar het algoritme wordt alleen gebruikt voor het daadwerkelijke driedimensionale probleem en een tweedimensionaal planair algoritme in de veronderstelling dat het niet-lineaire probleem gelineariseerd is. De ultrasone voortplantingsvergelijking van integrale vorm wordt gecombineerd met genetisch algoritme om het geluidsveld van de binnenste sferische piëzo-focusserende transducer van 256 elementen te simuleren, en de enkele focus en meerdere worden verkregen volgens verschillende transducerarray-elementen. Het onderzoek maakt echter gebruik van een integratiealgoritme en bestudeert niet de invloed van niet-lineaire kenmerken op het geluidsveld tijdens gefocuste ultrasone voortplanting met hoge intensiteit. De focuspositie van de elliptische sferische focussering van drie verschillende parameters wordt gesimuleerd. De berekening is gebaseerd op de toestandsvergelijking en de simulatieberekening is erg groot. Over het algemeen kan de supercomputer worden gebruikt voor simulatieberekeningen door middel van een lineair superpositie-algoritme dat de integraal gebruikt die aantoonde dat een hoge geluidsintensiteit en een hoog medium grote invloed hebben op de vorm en positie van het brandpuntsgebied dat wordt gevormd door ultrasoon hifu-piëzo-elektrisch kristal in 1998, Morita Changji gebruikt echografie gebaseerd op de bewegingsvergelijkingen en continue vergelijkingen van geluidsgolven. De hoeveelheid niet-lineaire variatie in golfvoortplanting is vervat in de volume-elastische coëfficiënt, die de voortplantingssnelheid van akoestische golven en protonensnelheid gebruikt. Geschatte simulatieberekening van graden en niet-lineaire coëfficiënten wordt door Yee toegepast op elektromagnetische golven. De FDTD-methode voor simulatieberekening stelde eerst de driedimensionale niet-lineaire voortplanting voor van gefocuste echografie met hoge intensiteit. Het waterexperiment van Reicheis in het waterlichaam nemen. De gefocuste ultrasone voortplanting met hoge intensiteit werd gesimuleerd en de meetgolfvorm werd verkregen op het brandpunt.