Badania nad skupionym przetwornikiem ultradźwiękowym w technologii HIFU

Technologia skupionych ultradźwięków o wysokiej intensywności (HIFU) powstała w latach czterdziestych XX wieku. Jest to pewien sposób na to, aby ultradźwięki po przejściu przez powierzchnię ciała kumulowały się w tkance zmiany chorobowej. Po interakcji komórek z ultradźwiękami w tkance zmiany chorobowej. Wytwarzanie nieodwracalnej martwicy koagulacyjnej do celów terapeutycznych. Technologia ta przyciągnęła uwagę wielu naukowców, lekarzy i pacjentów w kraju i za granicą ze względu na jej nieinwazyjne, nieszkodliwe, bezpieczne i skuteczne zalety. Obecnie technologia HIFU znalazła szerokie zastosowanie i promocję w urologii, onkologii, neurochirurgii, ginekologii, okulistyce i innych dziedzinach medycyny.

Podstawowym elementem Technologia ceramiki piezoelektrycznej HIFU to ultradźwiękowy przetwornik ogniskujący, którego zadaniem jest konwersja sygnałów elektrycznych na sygnały ultradźwiękowe, w pewien sposób energia ultradźwiękowa jest silnie skoncentrowana w zmianach chorobowych, tworząc wysoko skupioną energię ultradźwiękową w celu wyeliminowania zmian. Technologia HIFU stosowana jest w organizmach żywych. Do eliminacji zmian w trakcie zabiegu wykorzystywana jest energia ultradźwiękowa o dużym natężeniu, jednak ważniejsze jest zapewnienie bezpieczeństwa leczonych obiektów. Dlatego precyzyjne skupienie energii ultradźwiękowej jest cechą skupiającą przetwornika ultradźwiękowego. Jest kluczem do leczenia technicznego HIFU. Powszechnie przetworniki ultradźwiękowe są zwykle wykonane z ceramiki piezoelektrycznej, piezoelektrycznych materiałów kompozytowych itp. Materiały te mają efekt piezoelektryczny i odwrotny efekt piezoelektryczny, który może realizować konwersję energii akustycznej i energii elektrycznej oraz funkcje przetworników ultradźwiękowych. Jest to analogiczne do zasady ogniskowania optycznego, istnieją trzy sposoby osiągnięcia ultradźwiękowy ogniskujący piezoelektryczny , jest to wklęsłe sferyczne samoogniskowanie, ogniskowanie lustrzane i ogniskowanie soczewki akustycznej.

Wszystkie trzy przetworniki ultradźwiękowe mogą w określonych warunkach osiągnąć skupienie energii ultradźwiękowej. Wklęsłe sferyczne samoogniskowanie jest aktywnym ogniskowaniem akustycznym, ogniskowanie soczewki akustycznej jest pomocniczym ogniskowaniem akustycznym, a ogniskowanie odblaskowe jest pasywne. W ostatnich latach badacze złożyli szereg małych piezoelektrycznych arkuszy ceramicznych, które łączą ogniskowanie elektroniczne z ogniskowaniem akustycznym, aby uzyskać ogniskowanie ultradźwiękowe poprzez elektroniczną modulację fazy. Ten rodzaj ogniskowania nazywany jest elektronicznym ogniskowaniem fazowym. w Ultradźwiękowa technologia piezoceramiczna HIFU , to wklęsły sferyczny samoogniskowy, do ogniskowania wykorzystuje się soczewkę akustyczną i elektroniczny układ fazowy. Zaletą wklęsłego sferycznego samoogniskowego przetwornika jest to, że można go regulować w zależności od różnej głębokości zmiany chorobowej. Zwykle jest to mechaniczna metoda skanowania podczas pracy. Jest to prosty i często używany przetwornik ogniskujący. System ogniskowania soczewki akustycznej pozwala uzyskać ogniskową zmieniającą się w zależności od wymagań klinicznych, co ma zalety w przypadku małych wymagań dotyczących wielkości źródła dźwięku i zmian powierzchownych. Przetworniki z fazowanym układem ogniskowania wykorzystują przetworniki elektroniczne do uzyskania ogniskowania ultradźwiękowego za pomocą sond z układem przetworników ultradźwiękowych. Zalety Ultradźwiękowy piezoelektryczny HIFU to brak ruchu mechanicznego i duża prędkość skanowania, to wysoka dokładność. w zależności od wielkości i położenia guza. Ustawienie trybu ostrości ma dużą wartość praktyczną w leczeniu klinicznym; wadą jest to, że elektroniczny obwód sterujący jest duży i złożony, co w pewnym stopniu ogranicza jego rozwój i zastosowanie.