Projekt konstrukcyjny obróbki elementów układu HIFU

Parametry projektowe ww Ceramika piezoelektryczna HIFU bezpośrednio wpływa na wydajność i koszty produkcji systemu. Niniejsza praca opiera się na istniejącym fundamencie sprzętowym laboratorium, w oparciu o model matrycy ultradźwiękowej z koroną sferyczną, zaproponowano podstawowy projekt parametrów sondy. (1) Projektując sondę, musimy wziąć pod uwagę parametry wydajności systemu startowego. Liczba kanałów, jakie wykorzystuje moduł nadajnika systemu zabiegowego HIFU wynosi 128. Dlatego też przy projektowaniu Piezoelektryczny przetwornik ceramiczny Hifu , w połączeniu z charakterystyką strukturalną zaprojektowanego tym razem modelu układu ultradźwiękowego, częstotliwość rezonansowa elementu układu jest bardzo ważnym parametrem projektowym. W konstrukcji sondy HIFU częstotliwość robocza sondy wynosi zazwyczaj od 0,5 MHz do 4 MHz. Jako częstotliwość rezonansową tej sondy wybraliśmy 2 MHz.

(1) Promień krzywizny R sferycznej matrycy HIFU korony w tym projekcie wynosi 60 mm.

(2) Określanie długości krawędzi elementu układu w zależności od wielkości obszaru leczenia klinicznego. Szerokość wiązki dla każdej głębi ostrości w Sonda piezoelektryczna Hifu jest definiowana jako pełny ROI FLHM, gdzie ROI to wielkość obszaru leczenia w przekroju wiązki akustycznej. Zgodnie z wymaganiami klinicznymi, wielkość obszaru plwociny jest leczona sondą w tym projekcie ustawioną na ROI>10mm, zatem FLHM>10 w połączeniu z powyższym wzorem pozwala uzyskać <3,2mm.

(3) Wyznaczenie zakresu parametrów Dcenter i PzTEdgeL w koronie sferycznej modelu układu ultradźwiękowego tak, aby model układu nie powodował nakładania się elementów układu w tych zakresach. W przypadku modelu matrycy ultradźwiękowej z koroną sferyczną, gdy R wynosi 60, w celu zapewnienia, że ​​elementy matrycy nie nakładają się na siebie, a parametry Wszystkie ultradźwiękowe piezoelektrie o wysokim ogniskowaniu to 1. 7PZTEdgeL.

(4) Po określeniu wartości N, R, F, pZTEdgeL<3,2, Dcenter/pZTEdgeL zaczyna od wartości minimalnej 1,7 i oblicza charakterystykę pola akustycznego (maksymalny zakres odchylenia, ogniskowa) układu we wszystkich przypadkach 1,7, pZTEdgeL<3,2. Patrząc na współczynnik wypełnienia, sferyczna powierzchnia korony jest najwyższa, ogniskowa jest najmniejsza, a zakres ugięcia jest największy. Wartość DCenter/PzTEdgeL zostaje zwiększona o 0,1, a powyższe obliczenia są kontynuowane. To samo doskonałe rozwiązanie ultradźwiękowy piezoelektryczny wysokoogniskowy znajduje się w bieżących wynikach obliczeń, a dwa doskonałe rozwiązania przeprowadzono dwukrotnie. Dla porównania wybiera się rozwiązanie o największym stopniu wypełnienia, wykorzystując najmniejszy obszar ogniskowy i wybierając największy zakres ugięcia. Kontynuowanie procesu iteracyjnego aż do znalezienia optymalnego rozwiązania. W tym projekcie obliczyliśmy charakterystykę pola dźwiękowego 64 struktur tablicowych z różnymi parametrami projektowymi macierzy, których informacje o parametrach to 64 tablice. Wreszcie, porównując informacje o polu dźwiękowym 64 układów, uzyskuje się jedną z najbardziej efektywnych struktur układów, jako model układu wytwarzany przez tę sondę. Konkretną metodę analizy wyraża się w następujący sposób:

Po pierwsze, ustawienie liczby ognisk w trybie ogniskowania jednopunktowego i położenia przestrzennego odpowiadającego ognisku w określonym zakresie obliczeń pola dźwiękowego; następnie oblicz odpowiednio maksymalny zakres odchylenia struktury matrycy i ogniskową każdego ogniska; Zasada dużego zakresu odchylenia i małej ogniskowej wybrała rozsądny zestaw struktur macierzowych. Jego geometryczna struktura Impedancję przetwornika piezoelektrycznego Hifu wyraża się jak pokazano, są to parametry charakterystyczne struktury układu. Z obliczeń teoretycznych wynika, że ​​układ znajduje się w geometrycznym punkcie ogniskowania, gdy sygnał wzbudzenia jest ciągłym sygnałem sinusoidalnym o częstotliwości 2 MHz w przypadku ogniskowania jednopunktowego. Ogniskowa A wynosi 1,5 7,5 mm3. Dla układu w różnych warunkach odchylenia odpowiednio, szczytowy czas rozkładu ciśnienia akustycznego w płaszczyznach ogniskowych XOY i xoz.

Jak widać na rysunku, układ nie zmienia się zbytnio w procesie uginania, ale siła siatki ugięciowej wystąpi przy 6mm. Znormalizowany rozkład pola dźwiękowego układu przy różnych odległościach odchylenia jest odchylany wzdłuż osi X o 0 mm (a), 2 mm (b), 4 mm (c) i 6 mm (d) zgodnie z poniższą tabelą w trybie ogniskowania jednopunktowego, gdy sygnał wzbudzenia jest ciągłym sygnałem sinusoidalnym o częstotliwości 2 MHz, maksymalny zakres odchylenia sondy RFD = 12 mmRFDz wzdłuż osi X, Y i Z wynosi RFD=12Inln=7mm.Tabela oceny jakości ciśnienia akustycznego matrycy w przypadku ogniskowania jednopunktowego. Wśród nich cyfry 1, 2, 4 i 5 wskazują odpowiednio w tabeli poziomy poziomu 1, stopnia 2, stopnia 4 i stopnia standardu kwantyzacji pola dźwiękowego. Gdzie (a) jest pojedynczym punktem ogniskowym o różnych odległościach odchylenia osiąganych w płaszczyźnie ogniskowej y = 0' (2), oraz (b) jest pojedynczym punktem o różnych odległościach odchylania osiąganych w płaszczyźnie ogniskowej z = 0' (3) ogniska.