Onderzoek naar gerichte ultrasone transducers in HIFU-technologie

High Intensity Focused Ultrasound (HIFU)-technologie vindt zijn oorsprong in de jaren veertig van de vorige eeuw. Het is een bepaalde manier om het ultrageluid op het laesieweefsel te laten accumuleren nadat het door het lichaamsoppervlak is gegaan. Na de interactie tussen de cellen en de echografie in het laesieweefsel. Het produceren van onomkeerbare coagulatieve necrose voor therapeutische doeleinden. Deze technologie heeft de aandacht van veel wetenschappers, artsen en patiënten in binnen- en buitenland getrokken vanwege de niet-invasieve, onschadelijke, veilige en effectieve voordelen ervan. Momenteel wordt de HIFU-technologie op grote schaal gebruikt en gepromoot op het gebied van urologie, oncologie, neurochirurgie, gynaecologie, oogheelkunde en andere medische gebieden.

Het kernbestanddeel van HIFU piëzo-keramische technologie is een ultrasone focusserende transducer, wiens taak het is om elektrische signalen om te zetten in ultrasone signalen. Op een bepaalde manier is de ultrasone energie sterk geconcentreerd in de laesies, waardoor een hoog gefocuste ultrasone energie wordt gevormd om de laesies te elimineren. HIFU-technologie wordt toegepast op levende organismen. Er wordt gebruik gemaakt van ultrasone energie met hoge intensiteit om de laesies tijdens de behandeling te elimineren, maar het is belangrijker om de veiligheid van de behandelde voorwerpen te garanderen. Daarom is de precieze focussering van ultrasone energie de focusseringskarakteristieken van de ultrasone transducer. Het is de sleutel tot de technische behandeling van HIFU. Gewoonlijk zijn ultrasone transducers over het algemeen gemaakt van piëzo-elektrische keramiek, piëzo-elektrische composietmaterialen, enz. Deze materialen hebben een piëzo-elektrisch effect en een omgekeerd piëzo-elektrisch effect, dat de omzetting van akoestische energie en elektrische energie kan realiseren, en functies van ultrasone transducers. Het is analoog aan het principe van optische scherpstelling, er zijn drie manieren om dit te bereiken ultrasone focuspiëzo , het is concaaf sferisch zelffocusserend, spiegelfocusserend en akoestische lensfocussering.

Alle drie de ultrasone transducers kunnen onder bepaalde omstandigheden de focussering van ultrasone energie bereiken. Concave sferische zelffocussering is actieve akoestische focussering, akoestische lensfocussering is een aanvullende akoestische focussering en reflecterende focussering is passief. In de afgelopen jaren hebben onderzoekers een aantal kleine piëzo-elektrische keramische platen samengesteld, die elektronische focussering combineren met akoestische focussering om ultrasone focussering te bereiken door middel van elektronische fasemodulatie. Dit type focussering wordt elektronische fasefocussering genoemd. In de HIFU ultrasone piëzo-keramische technologie, het is concave sferische zelffocussering, akoestische lensfocussering en elektronische phased array worden gebruikt voor scherpstelling. Het voordeel van de concave sferische zelffocusserende transducer is dat deze kan worden aangepast aan de verschillende diepten van de laesie. Het is meestal een mechanische scanmethode wanneer deze werkt. Het is een eenvoudige en vaak gebruikte transducer voor focussering. Het akoestische lensfocussysteem kan een brandpuntsafstand bereiken die verandert afhankelijk van de klinische vereisten, en heeft voordelen in het geval van vereisten voor kleine geluidsbronnen en oppervlakkige laesies. Phased Array-focustransducers maken gebruik van elektronische transducers om ultrasone focussering te bereiken door gebruik te maken van ultrasone transducerarray-sondes. De voordelen van Ultrasone HIFU-piëzo is dat er geen mechanische beweging en een hoge scansnelheid is, het is een hoge nauwkeurigheid. afhankelijk van de grootte en positie van de tumor. Het instellen van de focusmodus heeft een grote praktische waarde bij de klinische behandeling; het nadeel is dat het elektronische regelcircuit groot en complex is, wat de ontwikkeling en toepassing ervan tot op zekere hoogte beperkt.