Theoretische studie van concaaf sferisch ultrasoon en hooggefocusseerd ultrasoon geluid voor hyperthermie(1)

Het verwarmen van tumorweefsel is een van de belangrijke methoden voor de behandeling van tumoren geworden. Echografie is een belangrijke verwarmingsbehandeling geworden vanwege de kenmerken ervan: eenvoudig te produceren, focusseerbaar en invasief. De afgelopen jaren heeft de HIFU-piëzo-technologie voor thermoplastische gewichtsverwarmingstherapie zich zo snel ontwikkeld. Vanwege het verschil in de schade van normaal weefsel en ziek weefsel bij hoge temperaturen, is de selectie van gefocuste piëzo erg belangrijk. Het toevoegen van de zuigergeluidsbron aan de akoestische lens en het slijpen van piëzo-elektrisch keramiek tot een concaaf oppervlak worden vaak gebruikt voor akoestische focusseringsmethoden. Wanneer de trillingssnelheid van piëzo-elektrisch keramiek op de concave sferische akoestische lens die piëzo focust Gaussiaans is, wordt de gefocusseerde geluidsbron een gefocuste Gaussiaanse geluidsbron genoemd. In dit artikel worden de concepten van thermische brandpuntsafstand en temperatuurveld van 3 dB geïntroduceerd. De differentiële warmtemethode van HIFU piëzo-keramiek wordt gebruikt om de vergelijking voor de overdracht van biowarmte op te lossen. De verwarmingseffecten van deze gerichte ultrasone golven op biologische weefsels worden bestudeerd. Verschillende omstandigheden worden geanalyseerd door isothermen, uitgaande van gefocust Gaussiaans geluid en het akoestische brandpunt van het concave sferische zelffocusserende geluid heeft dezelfde grootte, geometrische brandpuntsafstand, halve opening en frequentie zijn respectievelijk 3 cm, 10 cm, 10 MHz.

De resultaten laten zien dat de verdeling van het geluidsveld en het temperatuurveld in het biologische weefsel anders zijn wanneer de concave sferische zelffocusserende HIFU ultrageluid piëzo-keramiek en de gefocusseerde Gaussische geluidsbron worden verwarmd. Wanneer het concave bolvormige oppervlak wordt verwarmd door de focusseringsbron, fluctueert de geluidsdruk bij de dichtstbijzijnde bron; wanneer de Gauss-bron wordt verwarmd, is de verdeling van de geluidsdruk vloeiender. Wanneer het concave bolvormige oppervlak wordt verwarmd door de zelffocusserende geluidsbron, wordt de isotherm hartvormig gevormd en is de dichtstbijzijnde bron lateraal breder; wanneer de Gauss-bron wordt verwarmd, lijkt de isotherm op een ellips, en ligt de lange as in de richting van de voortplanting van het geluid. Wanneer de akoestische intensiteit van het concave uiteinde van de De HIFU-piëzo-transducer is hetzelfde, het effectieve behandelingsgebied dat overeenkomt met de concave sferische zelffocusserende geluidsbron is breder, het effectieve behandelingsgebied dat overeenkomt met de gefocuste Gaussiaanse geluidsbron is geconcentreerd en de temperatuur bij de geluidsfocus kan sneller worden gestabiliseerd. Vergelijking van de belangrijkste kenmerken van het geluidsveld en het stabiele temperatuurveld gegenereerd door de twee gefocusseerde ultrasone bronnen, de brandpuntsafstand en de thermische brandpuntsafstand van de HIFU-echografie voor gewichtsverlies is groter, wat dichter bij de geometrische brandpuntsafstand ligt, en de afwijking tussen de akoestische brandpuntsafstand en de thermische brandpuntsafstand is duidelijker; het geluidsveld en de temperatuur. De axiale veldbreedte van 3 dB is groter, en het verschil tussen beide is ook groter.