Fokuseringsprinsipp for ultrasonisk faset array

For en multivariat lineær array-transduser med Zn+1 array-elementer, hvis alle array-elementene sender ut lydbølger samtidig, la lydtrykkverdien til array-elementet ved punkt F være p: da er det totale lydtrykket for punkt F-verdi: p

Siden avstandene til de respektive linjeelementene når punktet F som skal fokuseres i mediet er forskjellige, og lydhastigheten i det ensartede mediet er konstant, vil tidspunktet da lydbølgene til HIFU piezokeramikk sendes ut av de respektive array-elementene, som når punktet F er også annerledes. I henhold til avstanden mellom hvert array-element og punktet F, legges det til en viss forsinkelse når hvert array-element sender et signal, slik at array-elementet er langt fra punktet F som først sender et signal, og array-elementet som er nærmere punktet F sender ut et signal. Og kontrollerer lengden på hver HIFU piezoelektrisk sensor slik at alle signaler når punkt F samtidig, kan det dannes et fokusert lydfelt. Denne tilnærmingen gjør at transdusergruppen kan være ekvivalent med en konkav transduser når den sender et signal.

Innen klinisk kreftbehandling, høyintensitetsfokusert ultralyd (HIFU) behandlingsteknologi som en ikke-invasiv tumortermisk terapiteknologi, som har blitt brukt i behandlingen av levertumorer, livmorfibroider, brystkreft, nyrekreft, kreft i bukspyttkjertelen og andre dype bukhuler, blant solide svulster. Den multi-array sfæriske koronale ultralydbehandlingssonden er en ny type sonde for Hifu piezoelektrisk keramisk transdusersystem , som kan realisere fokusskanningsbehandling fleksibelt og raskt ved hjelp av elektronisk fokusering. Imidlertid har denne typen sonde en komplisert struktur og mange array-designparametere, noe som gjør design og produksjon vanskelig. Hvordan få en multi-array sfærisk koronal ultralydbehandlingssonde med ideell fokuseringseffekt er til en lavere kostnad og en enklere designmetode og produksjonsmetode.

Dette emnet foreslår en ny type sondedesign, som bruker et begrenset antall vanlige sekskanter av samme form og størrelse.Som et probearray-element er den flate keramikken tett lagt ut av den sfæriske kroneoverflaten, og til slutt produseres en høyintensitetsfokusert ultralydsonde til lav pris. Innholdet i oppgaven omfatter i hovedsak to deler. Først ble det bygget en utviklingsplattform for todimensjonale høyintensitetsfokuserte ultralydsonder. Plattformen inkluderer en sfærisk krone overflatebehandling lydfelt array struktur design og prosessproduksjon av en sonde realisert ved 3D-utskrift og CNC-teknologi.

Probeutviklingsplattformen har visse vitenskapelige undersøkelser og applikasjoner, i utgangspunktet oppfyller kravene til den tekniske plattformen ultrasonisk høyfokus piezo -behandlingssondedesign og utvikling, som gir en enkel plattform for array-strukturdesign av HIFu-behandlingssonde, og gir en enkel, rimelig og rask produksjonsløsning for probeprosess. Til slutt, med plattformen, utvikler denne oppgaven en multi-element sfærisk Hifu piezo transduser impedansprobe med et matriseelement på 125 mm, et vanlig sekskantet element med en sidelengde på 2,5 mm, en resonansfrekvens på 2MHz og en krumningsradius på 60 mm. Lydfeltresultatene i array-strukturen viser at brennvidden er 1,5x l.5x7.5mm, det maksimale avbøyningsområdet på fokalplanet er 6mm, og den maksimale aksiale avbøyningsavstanden langs stråleutstrålingsretningen er 6mm. I tillegg fant ytelsestesten av sonden at sonden har en minimum brenndybde av fysisk fokus på opptil 1x1x3m under kort pulseksitasjon.