Udoskonalenie techniczne przetwornika HIFU

(1) Informacje na temat planarnego przetwornika pierścieniowego. W środku okrągłego źródła tłoka wykopano koncentryczny mały okrągły obszar, tworząc pierścieniowe, planarne źródło dźwięku. Ciśnienie akustyczne generowane przez pierścieniowe, planarne źródło dźwięku w dowolnym punkcie przestrzeni można uznać za ciśnienie akustyczne generowane przez dodatnią okrągłą planarną otoczoną zewnętrzną średnicą piezoceramiki HIFU i ujemną okrągłą planarną przyczyną tłokową otoczoną wewnętrzną średnicą pierścienia. Kiedy jednocześnie wzbudzanych jest wiele pierścieni piezoelektrycznych, ciśnienie akustyczne generowane przez każde koło w określonym punkcie osi dźwięku będzie miało różnicę faz. W zależności od fazy ciśnienia akustycznego generowanego przez pierścień w określonym punkcie osi akustycznej, wymagane jest, aby sygnał wzbudzenia pod napięciem na każdym pierścieniu mógł zostać obliczony tak, aby ciśnienie akustyczne było generowane przez każdy pierścień w tym punkcie w fazie. Punkt ten osiąga Piezoelektryczny skupiony o dużej intensywności . Qian Shengyou wprowadził ujemne źródło dźwięku do obliczenia charakterystyki pola dźwiękowego wklęsłego sferycznego przetwornika pierścieniowego i zbadał skupienie kombinacji wielopierścieniowej i wielopierścieniowej kontroli fazy. Badania wykazały, że pojedynczy wąski pierścień jest stosowany w leczeniu mniejszych guzów, a wielopunktową terapię cieplną można osiągnąć poprzez kombinację wielu pierścieni w szerokim zakresie obszarów leczenia. Przetwornik ten można w pełni zaprojektować tak, aby łączył ogniskowanie samoogniskowe i ogniskowanie sterowane fazowo, co jest odpowiednie do stosowania w wysokich temperaturach i ma prostą konstrukcję, która jest idealnym źródłem dźwięku do obróbki cieplnej ultradźwiękowej o wysokiej intensywności.

(2) Informacje o wklęsłym, sferycznym przetworniku pierścieniowym. Od Przetwornik piezoelektryczny hifu 250 kHz o strukturze z niedoborem sferycznym ma dobrą odporność na wysokie temperatury i zdolność skupiania. W ostatnich latach ludzie badali głównie problem kontroli fazy w tego typu architekturze. Wklęsły sferyczny element ceramiczny piezoelektryczny jest podzielony na wiele niezależnych pierścieni, a sygnały zasilania odpowiednich pierścieni są regulowane w taki sposób, że ciśnienie akustyczne w pewnym punkcie pola dźwiękowego jest w fazie umożliwiającej osiągnięcie ogniskowania ultradźwiękowego. Badania Qian Shengyou i wsp. nad toroidalnym ultradźwiękowym przetwornikiem ogniskującym o wklęsłej powierzchni sferycznej do stosowania w hipertermii pokazują, że pod wpływem samoogniskowania wklęsłego przetwornika sferycznego pole dźwiękowe generowane przez pojedynczy wklęsły pierścień sferyczny nadal ma efekt skupiający. Jednak pozycja ogniskowania jest powiązana z szerokością pierścienia, przysłony itp. i nie jest w ognisku geometrycznym. Po kombinacji wielopierścieniowej przetwornik skupiający w polu dźwiękowym nie odpowiada punktowi skupienia promieniowania jednopierścieniowego. Kiedy wklęsły pierścień sferyczny ma tryb kombinowany i zmienia się amplituda lub częstotliwość każdego sygnału wzbudzenia pierścienia, rozkład pola dźwiękowego ulegnie zmianie i zostanie uzyskany. Gdy piezoelektryczne ogniskowanie sterowane fazowo jest wykonywane na wielu pętlach, położenie przetwornika ogniskującego można regulować w pewnym zakresie, należy jednak zwrócić uwagę na wybór promienia krzywizny wklęsłej powierzchni, w przeciwnym razie ostrość może nie być możliwa i należy w pełni uwzględnić wpływ obszaru bliskiego pola. W przypadku leczenia dużego obszaru guza wielopunktowe ogrzewanie można osiągnąć za pomocą kombinacji wielu pierścieni, aby uzyskać lepszy efekt terapeutyczny. Ten przetwornik ogniskujący łączy w sobie cechy samoogniskowania i ogniskowania sterowanego fazowo, który ma prostą konstrukcję i odporność na wysoką temperaturę i jest idealnym źródłem dźwięku do obróbki cieplnej ultradźwiękowej o wysokiej intensywności.

(3) Wklęsły przetwornik sferyczny. Wykazano, że przy stałej częstotliwości i współczynniku absorpcji tkanki, im większe jest natężenie dźwięku, im dłuższy jest czas naświetlania, tym więcej ciepła pochłania tkanka, tym szybciej wzrasta temperatura i tym bardziej jest ona podatna na uszkodzenia. Dlatego w trakcie leczenia należy minimalizować narażenie na zdrową tkankę. Sun Junxia i in. zaprojektował wklęsły przetwornik z sektorem sferycznym pod kątem redukcji dźwięku. Jest to intensywność źródła i skrócenie czasu ekspozycji zdrowej tkanki. Przetwornik piezoceramiczny HIFU to grupa przetworników otoczona kilkoma wklęsłymi przetwornikami sektorowymi o jednakowej powierzchni i kształcie, FIG. jest to trójwymiarowy model przetwornika, jest to przetwornik w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do kierunku osiowego wklęsłej powierzchni kulistej. w trakcie zabiegu głowica jest obsługiwana na zmianę, a jednocześnie pracują tylko dwie przeciwległe głowice, a obszar napromieniany jednocześnie przez zdrową tkankę zostanie zmniejszony.

Wyniki pokazują, że względna zmiana pozycji ogniskowania jest bardzo mała, efekt ogniskowania jest idealny i bardzo korzystne jest zmniejszenie ekspozycji na zdrową tkankę. Jednakże użycie tego Ultradźwiękowy piezoelektryczny HIFU zmniejsza ilość promieniowania w tkance zdrowej, a ilość promieniowania jest odbierana przez chorą tkankę, a efekt piezoelektrycznego ogniskowania ultradźwiękowego ulega osłabieniu, co z kolei wpływa na efekt terapeutyczny.