onderzoek naar HIFU-piëzo-transducer met meerdere frequenties

Om het te realiseren HIFU-ultrasone piëzo , de traditionele methoden gebruiken meestal een ultrasone transducer met één frequentie, en het gebruik van hetzelfde focussysteem om de focus van ultrasone frequenties met twee frequenties te bereiken, wordt zelden gerapporteerd. In 1996 hebben de Japanse geleerde S. Umemura et al. bestudeerde een techniek waarbij ultrasoon zuurrood wordt geactiveerd om tumorcellen te doden. Om tweede harmonische en fundamentele superpositie te bereiken, werd een speciale op meerdere frequenties gerichte ultrasone transducer ontwikkeld. Het is om 16 lagen PZT-wafels met verschillende frequenties aan het convexe oppervlak van de aluminium bolvormige schaal te hechten door respectievelijk epoxyhars, als resultaat twee soorten frequentie van Gefocusseerde ultrasone sondes met hoge intensiteit worden gerealiseerd aan de concave zijde van de bolvormige aluminium schaal, en de twee brandpunten vallen samen. In 1999 werd door het bestuderen van het fenomeen laagfrequente ultrasone cavitatie ontdekt dat onder bepaalde omstandigheden akoestische cavitatie met dubbele frequentie aanzienlijk beter was dan echografie met één frequentie. ze ontwikkelden later een nieuwe multi-frequentie focusseringstransducer, 400 kHz en 800 kHz multi-frequentie transducer om porfyrine en zijn derivaten te activeren. De emitterende hoogfrequente PZT-wafel wordt met epoxyhars in de laagfrequente PZT-ring geplaatst en aan het vlak van de plexiglaslens gehecht. 

Het stralende uiteinde van het plexiglas is gemaakt tot een concaaf bolvormig oppervlak om het ultrasone gebied van de twee frequenties ultrasoon te maken. Kortom, het doel van de twee frequenties wordt bereikt. Na bestudering van het ultrasone veld van het multi-frequentie gefocusseerde piëzo-elektrische keramiek met hoge intensiteit, is gebleken dat de geluidsverstrooiing van de twee kolommen geluidsgolven gegenereerd door de multi-frequentie transducer, die het spectrum van het geluidsveld verbreedt, de kans op cavitatie vergroot, waardoor de ultrasone cavitatie wordt vergroot. Het effect versterkt de synergetische kankerbestrijding van echografie en hematoporfyrine. Een samengestelde HIFU-transducer met dubbele frequentie werd ontwikkeld door een concave bolvormige piëzo-elektrische keramische wafer in twee transducers in een concentrische cirkel te snijden. Deze maakt gebruik van een werkingsmodus met dubbele frequentie. De resultaten laten zien dat de verschillende frequenties van geluidsgolven in de modus met dubbele frequentie het cavitatie-effect bevorderen, waardoor de brandpuntsverhouding wordt gegenereerd door de HIFU-transducer in de modus met dubbele frequentie, en het brandpuntgebied in de modus met enkele frequentie is aanzienlijk groter. Bovendien is er een multifocale en straalregelbare transducer ontwikkeld door middel van een lens met dubbele lens. De structuur van de transducer is verbeterd en er is een holte achtergelaten aan de andere kant van het piëzo-elektrische kristal, zodat het deel van de ultrasone golf dat zich naar achteren voortplant, regelmatig wordt teruggekaatst om samen te vallen met de energie van de geluidsgolf die zich naar voren voortplant om de ultrasone golf te verbeteren. Het is de efficiëntie van de transducer. Sommige wetenschappers hebben de transducer verbeterd om de geluidsintensiteit van de bron te verminderen en de bestralingstijd van gezond weefsel te verkorten. Er wordt voorgesteld een nieuwe in te voeren ultrasone piëzo met hoge focus en dubbele frequentie, het is een bedieningsmodus en een enkele frequentie-bedieningsmodus, en gebruikt twee modi om het lichaam te isoleren. Ter vergelijking werd varkensleverweefsel bestraald. de schade veroorzaakt door de HIFU met dubbele frequentiemodus is aanzienlijk groter dan die van de modus met enkele frequentie, en heeft de voordelen van een eenvoudige structuur in vergelijking met de phased array-focusseringstransducer.

Vanwege de absorptie en reflectie van geluidsbundels door gas en bot is de toepassing van HIFU-piëzotechnologie in dergelijke media beperkt. Sommige wetenschappers hebben voorgesteld een transducer te ontwerpen met emissie in gesplitst volume. De concave piëzo-elektrisch materiaal HIFU-piëzo van de transducer is verdeeld in tien stukken van gelijke oppervlakte, en elke piëzo-elektrische wafer heeft een aandrijfkrachtbron. Wanneer tijdens de behandeling een ribbe wordt aangetroffen die de geluidsgolf van een van de stukken blokkeert, kan deze worden gestopt door de aandrijfkracht uit te schakelen. Dit vermijdt de impact van de ribben op het geluidsveld en voorkomt mogelijke schade aan de ribben tijdens het geluid Hifu-behandeling piëzo-elektrisch kristal . De ontworpen 'dual mode' phased array focustransducer heeft zowel therapeutische als beeldvormende mogelijkheden. Deze transducer verdeelt het oppervlak van een sferische array in 2048 array-elementen, en het gesimuleerde geluidsveld vertoont goede focuseigenschappen.