Et enkelt instrument for HIFU piezomåling

HIFU piezo for ultrasonc-kniv har de enestående fordelene med ingen smerte, ingen kirurgi, korte bivirkninger, kort behandling og restitusjonstid, som har blitt et hot spot i forskningen av svulstbehandlingsutstyr. Men på grunn av sin terapeutiske effekt, har den ennå ikke blitt omfattende klinisk testet. Basert på markedsføring og anvendelse, med kontinuerlig forbedring av utstyrsteknologi og klinisk bruksteknologi, vil høyenergi ultralydskniv bringe revolusjonerende endringer for de tradisjonelle kreftbehandlingsmetodene. Den såkalte 'ultralydkniven' bruker sekundær fokuseringsteknologi for å fokusere ultralydbølgene som sendes ut av flere sonder for å danne en fokuseringspiezo med høy intensitet som tilnærmer størrelsen. Ultralydbølgene fra behandlingskroppen dannes fra utsiden av pasientens kropp gjennom menneskekroppen.

Intensiteten til høyfokus ultralyd piezo ved høyfokus piezo, og den lokale høye temperaturen genereres nok til å brenne kreftcellene til terapeutiske formål. Ultralydintensiteten til en enkelt sonde er mye lavere og skader ikke menneskekroppen. Siden fokalpunktintensitetsgradienten til enkeltsonden i aksial retning er for liten til å oppfylle kravene til behandlingen, bruker høyenergi-ultralydkniven generelt flersonde sekundærfokuseringsmodus, som vist i fig. Flere sonder er montert i det sfæriske fokuseringslegemet, avhengig av geometrien til sonden. Den piezoelektriske keramikken som brukes i sonden er en sirkulær sfærisk plate med en tykkelse på ca. 2 mm. Det er vanskelig å garantere sondens geometriske akse og akustiske akse av ulike årsaker. Strengt sammenfallende kan ikke brennpunktene til flere prober overlappes nøyaktig, og til og med flere brennpunkter dannes, noe som i stor grad påvirker kvaliteten på brennpunktet.

Testen av lydfeltet til sonden krever utformingen av en tredimensjonal bevegelsestester med høy presisjon, som ikke bare har en lang design- og produksjonssyklus, men også har høy utstyrskostnad og lav brukshastighet. Derfor har vi utnyttet den høypresisjonsfunksjonen for 3D-bevegelsesposisjonering til selve enheten til fulle, og designet et sett med hjelpetestverktøy for ultralydfeltlyd for å løse problemene som oppstår i utviklingsprosessen til en svært lav kostnad.

Multi-probe er å fokusere den geometriske aksen til posisjoneringsoverflaten til flere sonder til ett punkt ved hjelp av mekanisk posisjoneringsmetode, som krever at den akustiske aksen til enkeltsonden nøyaktig sammenfaller med den geometriske aksen. Siden behandlingen krever en viss dybde, har enkeltsonden en liten diameter i forhold til «brennvidden», og lydfeltet danner ikke et punkt ved brennpunktet som den optiske linsen, men danner en tynn mellomliggende sylindrisk form nær brennpunktet. Diameteren til Hifu piezokrystall er mindre ved 'fokus', og diameteren til 'fokus' blir større, men endringen er ikke stor. Derfor har 'brennvidden' til lydfeltet liten effekt på fokusnøyaktigheten, og sammenfallsgraden av den akustiske aksen og den geometriske aksen ved 'fokuset' behandles. Fokuseringsnøyaktigheten til de første multiple sonder er størst.

Ultralydkniven har en datamaskinstyrt tredimensjonal bevegelsesmekanisme, som kan drive behandlingshodet for å oppnå tredimensjonal nøyaktig posisjonering, bevegelsespresisjonen til Hifu piezo keramikk for ultrasonisk kniv er ±0,05 mm, bevegelsesområdet for hver dimensjonsbevegelse er 250 mm, og senterhullet på behandlingshodet har en teleskopisk B-ultralyd som brukes til å lokalisere lesjonen. Siden deteksjon og behandling utføres av samme bevegelsesmekanisme, er det ingen presisjonskrav for behandlingen, som støtter pasienten så lenge posisjonen holdes uendret under behandlingen. For å oppdage sammenfallet av sondens akustiske akse med den geometriske aksen, er det nødvendig å etablere posisjonsforholdet mellom posisjoneringsoverflaten til klemsonden og bevegelsesmekanismen som realiserer den tredimensjonale bevegelsen til målehoderommet. Hvis hydrofonen til testlydfeltet er montert på behandlingsmålet til treningsmekanismen, ultralyd piezoelektrisk transduser er plassert på behandlingen, og sonden er montert på undersiden av bassenget, det er vanskelig å motsatte sonden, og utskifting av sonden kan også endre posisjonen til behandlingssengen. 

Mekanismens målemetode er: sonden brukes til romlig tredimensjonal bevegelse, og hydrofonen for måling av lydfeltet er festet i bassenget og beveger seg ikke. Metoden er å bruke et hjelpemåleverktøy for å montere sonden på behandlingshodet, og posisjoneringshullet til sonden er plassert ved hjelp av justeringsmekanismen, slik at aksen til sonden er posisjoneringshullet er parallell med den vertikale retningen z-aksen, og hydrofonen plasseres ved å bruke kalibreringsprøvestykket for å få vannet til å lytte. Målehodet er plassert på aksen til sondeposisjoneringshullet, HIFU piezokrystall erstatter kalibreringsteststykket og installerer sonden som skal testes. Ultralydlydfeltet testes av en hydrofon, og hydrofonen er festet i bassenget. Sonden eller behandlingshodet beveges tredimensjonalt på en bestemt måte under datakontroll. Datamaskinen måler og lagrer automatisk dataene til hvert punkt i lydfeltet, og bruker programvaren til å behandle måledataene til det ønskede resultatet til brukeren.