Prosty przyrząd do pomiaru piezoelektrycznego HIFU

Piezo HIFU do noża ultradźwiękowego ma wyjątkowe zalety: brak bólu, brak operacji, krótkie skutki uboczne, krótki czas leczenia i powrotu do zdrowia, co stało się gorącym punktem w badaniach sprzętu do leczenia nowotworów. Jednak ze względu na swoje działanie terapeutyczne nie został jeszcze szeroko przetestowany klinicznie. W oparciu o promocję i zastosowanie, przy ciągłym udoskonalaniu technologii sprzętu i technologii zastosowań klinicznych, wysokoenergetyczny nóż ultradźwiękowy przyniesie rewolucyjne zmiany w tradycyjnych metodach leczenia nowotworów. Tak zwany „nóż ultradźwiękowy” wykorzystuje technologię wtórnego ogniskowania do skupiania fal ultradźwiękowych emitowanych przez wiele sond w celu utworzenia piezoelektrycznego ogniskującego o dużej intensywności, którego rozmiar jest zbliżony do . Fale ultradźwiękowe emitowane przez korpus zabiegowy powstają od zewnętrznej strony ciała pacjenta poprzez ciało ludzkie.

Intensywność Piezoelektryczny ultradźwiękowy o wysokiej ogniskowej w piezoelektrycznym o wysokiej ogniskowej, a lokalna wysoka temperatura jest generowana na tyle, aby spalić komórki nowotworowe w celach terapeutycznych. Natężenie ultradźwięków pojedynczej sondy jest znacznie niższe i nie szkodzi ludzkiemu organizmowi. Ponieważ gradient intensywności plamki ogniskowej pojedynczej sondy w kierunku osiowym jest zbyt mały, aby spełnić wymagania obróbki, wysokoenergetyczny nóż ultradźwiękowy zazwyczaj przyjmuje tryb ogniskowania wtórnego z wieloma sondami, jak pokazano na FIG. W sferycznym korpusie ogniskującym zamontowanych jest wiele sond, w zależności od geometrii sondy. W sondzie zastosowano ceramikę piezoelektryczną w postaci okrągłej kulistej płytki o grubości około 2 mm. Z różnych powodów trudno jest zagwarantować oś geometryczną i oś akustyczną sondy. Ściśle zbieżne, ogniska wielu sond nie mogą dokładnie na siebie nakładać się, a nawet powstaje wiele ognisk ogniskowych, co znacznie wpływa na jakość ogniska.

Test pola dźwiękowego sondy wymaga zaprojektowania wysoce precyzyjnego trójwymiarowego testera ruchu, który ma nie tylko długi cykl projektowania i produkcji, ale także ma wysoki koszt sprzętu i niski wskaźnik wykorzystania. Dlatego w pełni wykorzystaliśmy funkcję precyzyjnego pozycjonowania ruchu 3D samego urządzenia i zaprojektowaliśmy zestaw pomocniczych narzędzi do testowania ultradźwiękowego pola dźwiękowego, aby rozwiązać problemy napotkane w procesie rozwoju przy bardzo niskim koszcie.

Multi-sonda polega na skupieniu osi geometrycznej powierzchni pozycjonującej wielu sond w jednym punkcie za pomocą mechanicznej metody pozycjonowania, która wymaga, aby oś akustyczna pojedynczej sondy dokładnie pokrywała się z osią geometryczną. Ponieważ leczenie wymaga pewnej głębokości, pojedyncza sonda ma małą średnicę w stosunku do jej „ogniskowej”, a jej pole dźwiękowe nie tworzy punktu w ognisku jak soczewka optyczna, ale tworzy cienki pośredni kształt cylindryczny w pobliżu ogniska. Średnica kryształu piezoelektrycznego Hifu jest mniejsza w „ognisku”, a średnica „ogniska” staje się większa, ale zmiana nie jest duża. Dlatego „ogniskowa” pola dźwiękowego ma niewielki wpływ na dokładność ogniskowania i uwzględniany jest stopień zbieżności osi akustycznej z osią geometryczną w „ognisku”. Dokładność ogniskowania pierwszych wielu sond jest największa.

Urządzenie z nożem ultradźwiękowym posiada sterowany komputerowo mechanizm ruchu trójwymiarowego, który może napędzać głowicę zabiegową w celu uzyskania dokładnego trójwymiarowego pozycjonowania, precyzji ruchu Ceramika piezoelektryczna Hifu do noża ultradźwiękowego wynosi ± 0,05 mm, zakres ruchu każdego wymiaru wynosi 250 mm, a środkowy otwór głowicy zabiegowej wyposażony jest w teleskopowy B-ultradźwięk, który służy do lokalizacji zmiany chorobowej. Ponieważ wykrywanie i leczenie odbywa się za pomocą tego samego mechanizmu ruchu, nie ma wymagań dotyczących precyzji leczenia, które wspiera pacjenta, o ile pozycja pozostaje niezmieniona podczas zabiegu. Aby wykryć zbieżność osi akustycznej sondy z osią geometryczną, konieczne jest ustalenie zależności pozycyjnej pomiędzy powierzchnią pozycjonującą sondy zaciskowej a mechanizmem ruchu realizującym trójwymiarowy ruch przestrzeni głowicy pomiarowej. Jeżeli hydrofon testowego pola dźwiękowego jest zamontowany na głowicy zabiegowej mechanizmu ćwiczeń, pomiar Na zabiegu umieszcza się ultradźwiękowy przetwornik piezoelektryczny , a sondę mocuje się od spodu basenu, trudno jest ustawić sondę naprzeciwko, a wymiana sondy może również spowodować zmianę położenia łóżka zabiegowego. 

Metoda pomiaru mechanizmu jest następująca: sonda służy do przestrzennego ruchu trójwymiarowego, a hydrofon do pomiaru pola dźwiękowego jest zamocowany w basenie i nie porusza się. Metoda polega na użyciu pomocniczego narzędzia pomiarowego do zamontowania sondy na głowicy zabiegowej, a otwór pozycjonujący sondy jest ustawiany za pomocą mechanizmu regulacyjnego w taki sposób, że oś otworu pozycjonującego sondy jest równoległa do osi z w kierunku pionowym, a hydrofon jest pozycjonowany za pomocą próbki do kalibracji, aby woda słuchała. Głowica pomiarowa umieszczona jest na osi otworu pozycjonującego sondę, Kryształ piezoelektryczny HIFU zastępuje próbkę kalibracyjną i instaluje sondę do testowania. Pole ultradźwiękowe jest badane za pomocą hydrofonu, który jest mocowany w basenie. Sonda lub głowica zabiegowa jest przesuwana trójwymiarowo w określony sposób pod kontrolą komputera. Komputer automatycznie mierzy i zapisuje dane każdego punktu pola dźwiękowego, a następnie wykorzystuje oprogramowanie do przetwarzania danych pomiarowych w celu uzyskania pożądanego przez użytkownika wyniku.