Technische verbetering van de HIFU-transducer

(1) Over planaire ringvormige array-transducers. In het midden van de cirkelvormige zuigerbron wordt een concentrisch klein cirkelvormig gebied gegraven om een ​​ringvormige vlakke geluidsbron te vormen. De geluidsdruk die door de ringvormige vlakke geluidsbron op elk punt in de ruimte wordt gegenereerd, kan worden beschouwd als de geluidsdruk die wordt gegenereerd door het positieve cirkelvormige vlak omgeven door de buitendiameter van HIFU-piëzo-keramiek en de negatieve cirkelvormige vlakke zuigerbron omgeven door de binnendiameter van een ring. Wanneer meerdere piëzo-ringen tegelijkertijd worden bekrachtigd, zal de geluidsdruk die door elke cirkel op een bepaald punt op de geluidsas wordt gegenereerd een faseverschil hebben. Afhankelijk van de fase van de geluidsdruk die door een ring op een bepaald punt op de akoestische as wordt gegenereerd, is het nodig om het bekrachtigde excitatiesignaal op elke ring te berekenen, zodat de geluidsdruk die door elke ring op dat punt wordt gegenereerd in fase is. Dit punt wordt bereikt hoge intensiteit gerichte piëzo . Qian Shengyou introduceerde de negatieve geluidsbron om de geluidsveldkarakteristieken van de concave sferische ringvormige array-transducer te berekenen, en bestudeerde de focussering van de multi-ringcombinatie en multi-ring fasecontrole. Studies hebben aangetoond dat een enkele smalle ring wordt gebruikt voor de behandeling van kleinere tumoren, en dat meerpuntsverwarmingstherapie kan worden bereikt door een combinatie van meerdere ringen voor een breed scala aan behandelingsgebieden. Deze transducer kan volledig worden ontworpen om zelffocussering en fasegestuurde focussering te combineren, wat geschikt is voor gebruik bij hoge temperaturen, en heeft een eenvoudige structuur, die een ideale geluidsbron is voor ultrasone verwarmingsbehandeling met hoge intensiteit.

(2) Over concave sferische ringvormige array-transducers. Sinds de 250 Khz hifu piëzo-keramische transducer van de sferische deficiënte structuur heeft een goede weerstand tegen hoge temperaturen en focusprestaties. Mensen hebben de afgelopen jaren voornamelijk het fasecontroleprobleem van dit type architectuur bestudeerd. De concaaf Het bolvormige piëzo-elektrische keramische stuk is verdeeld in een aantal onafhankelijke ringen, en de bekrachtigingssignalen van de respectieve ringen worden zo aangepast dat de geluidsdruk op een bepaald punt in het geluidsveld in fase is om ultrasone focussering te bereiken. Het onderzoek van Qian Shengyou et al. naar de concave bolvormige oppervlaktevormige toroïdale ultrasone focusseringstransducer voor hyperthermie laat zien dat onder het zelffocusserende effect van de concave sferische transducer het geluidsveld wordt gegenereerd door de enkele concave sferische ring en nog steeds een focusserend effect heeft. De focuspositie is echter gerelateerd aan de breedte van de ring, het diafragma, enz., en bevindt zich niet in het geometrische focus. Na een combinatie van meerdere ringen komt de focusserende transducer in het geluidsveld niet overeen met het focuspunt van straling met één ring. Wanneer de concave bolvormige ring de combinatiemodus heeft en de amplitude of frequentie van elk ringexcitatiesignaal wordt gewijzigd, zal de verdeling van het geluidsveld veranderen en worden verkregen. Wanneer fasegestuurde focusserende piëzo wordt uitgevoerd op meerdere lussen, is de positie van de focusseringstransducer binnen een bepaald bereik instelbaar, maar er moet aandacht worden besteed aan de keuze van de kromtestraal van het concave oppervlak, anders is het misschien niet mogelijk om scherp te stellen, en moet de invloed van het nabije veldgebied volledig in overweging worden genomen. Wanneer een groot deel van de tumor wordt behandeld, kan meerpuntsverwarming worden bereikt door een combinatie van meerdere ringen om een ​​beter therapeutisch effect te verkrijgen. Deze focusserende transducer combineert kenmerken van zelffocussering en fasegestuurde focussering, heeft een eenvoudige structuur en hoge temperatuurbestendigheid en is een ideale geluidsbron voor ultrasone verwarmingsbehandeling met hoge intensiteit.

(3) Concave sferische array-transducer. Er wordt aangetoond dat in het geval van een constante frequentie en weefselabsorptiecoëfficiënt: hoe groter de geluidsintensiteit, hoe langer de bestralingstijd, hoe meer warmte het weefsel absorbeert, hoe sneller de temperatuur stijgt en hoe gevoeliger het weefsel is voor beschadiging. Daarom moet de hoeveelheid blootstelling aan gezond weefsel tijdens de behandeling tot een minimum worden beperkt. Zon Junxia et al. ontwierp een concave sferische sectorarray-transducer vanuit de aspecten van het verminderen van het geluid. Het is de intensiteit van de bron en het verminderen van de blootstellingstijd van gezond weefsel. De HIFU-piëzo-keramische transducer is een transducergroep omgeven door verschillende concave sectortransducers met een gelijk oppervlak en dezelfde vorm, FIG. het is een driedimensionaal model van de transducer, het is een transducer bij projectie in een vlak loodrecht op de axiale richting van het concave bolvormige oppervlak. tijdens de behandeling wordt de transducer om de beurt bediend en werken slechts twee tegenovergestelde transducers tegelijk, en wordt het gebied dat tegelijkertijd door het gezonde weefsel wordt bestraald, verkleind.

De resultaten laten zien dat de relatieve verandering in de focuspositie erg klein is, het focuseffect ideaal is en het zeer gunstig is om de hoeveelheid blootstelling aan gezond weefsel te verminderen. Echter, het gebruik hiervan HIFU-echografie-piëzo vermindert de hoeveelheid straling in het gezonde weefsel, en de hoeveelheid straling wordt ontvangen door het zieke weefsel, en het effect van echografie-focusserende piëzo wordt verzwakt, wat op zijn beurt het therapeutische effect beïnvloedt.