Teoretisk studie av konkav sfærisk ultralyd og høyfokusert ultralyd for hypertermi(1)

Oppvarming av svulstvev har blitt en av de viktige metodene for behandling av svulster. Ultralyd har blitt en viktig varmebehandling på grunn av dens egenskaper som er enkel å produsere, den er fokuserbar og invasiv. De siste årene har HIFU piezo for termoplastisk vektoppvarmingsterapi utviklet seg så raskt. På grunn av forskjellen i skade på normalt vev og sykt vev ved høy temperatur, er valget av fokusert piezo svært viktig. Å legge til stempellydkilden til den akustiske linsen og slipe piezoelektrisk keramikk til en konkav overflate brukes ofte for akustiske fokuseringsmetoder. Når vibrasjonshastigheten til piezoelektrisk keramikk på den konkave sfæriske akustiske linsefokuseringspiezoen er Gaussisk, kalles den fokuserte lydkilden på fokusert Gaussisk lydkilde. I denne artikkelen introduseres begrepene termisk brennvidde og temperaturfelt 3 dB. Differensialvarmemetoden til HIFU piezokeramikk brukes til å løse biovarmeoverføringsligningen. Oppvarmingseffektene av disse fokuserte ultralydene på biologisk vev studeres. Ulike forhold analyseres av isotermer, forutsatt fokusert gaussisk lyd og Det akustiske brennpunktet til den konkave sfæriske selvfokuserende lyden har samme størrelse, geometrisk brennvidde, halv blenderåpning og frekvens er henholdsvis 3 cm, 10 cm, 10 MHz.

Resultatene viser at lydfeltet og temperaturfeltfordelingen i det biologiske vevet er forskjellig når den konkave sfæriske selvfokuseringen HIFU ultralyd piezokeramikk og den fokuserte gaussiske lydkilden varmes opp. Når den konkave sfæriske overflaten varmes opp av fokuskilden, svinger lydtrykket ved nærkilden; når den gaussiske kilden varmes opp, er lydtrykkfordelingen jevnere. Når den konkave sfæriske overflaten varmes opp av den selvfokuserende lydkilden, formes isotermen til en hjerteform, og den nære kilden er sideveis bredere; når Gauss-kilden varmes opp, ligner isotermen på en ellipse, og den lange aksen er langs retningen for lydutbredelse. Når den akustiske intensiteten til den konkave enden av HIFU piezo-transduseren er den samme, det effektive behandlingsområdet som tilsvarer den konkave sfæriske selvfokuserende lydkilden er bredere, det effektive behandlingsområdet som tilsvarer den fokuserte Gauss-lydkilden er konsentrert, og temperaturen ved lydfokuset kan stabiliseres raskere. Ved å sammenligne hovedkarakteristikkene til lydfeltet og steady-state temperaturfeltet generert av de to fokuserte ultralydkildene, brennvidden og termisk brennvidde til HIFU ultralyd for vekttap er større, som er nærmere den geometriske brennvidden, og avviket mellom den akustiske brennvidden og den termiske brennvidden er mer åpenbar; lydfeltet og temperaturen Feltet aksial 3 d B bredde er større, og forskjellen mellom de to er også større.