badania nad wieloczęstotliwościowym przetwornikiem piezoelektrycznym HIFU

Aby uświadomić sobie Ultradźwiękowy piezoelektryczny HIFU , tradycyjne metody wykorzystują głównie przetwornik ultradźwiękowy o pojedynczej częstotliwości, a rzadko zgłaszane jest zastosowanie tego samego systemu ogniskowania w celu uzyskania ostrości ultradźwięków o dwóch częstotliwościach. W 1996 roku japoński uczony S. Umemura i in. badali technikę wykorzystującą ultradźwięki do aktywacji czerwieni kwasowej w celu zabicia komórek nowotworowych. W celu uzyskania superpozycji drugiej harmonicznej i podstawowej opracowano specjalny wieloczęstotliwościowy przetwornik ultradźwiękowy. Polega na przyklejeniu 16 warstw płytek PZT o różnych częstotliwościach do wypukłej powierzchni aluminiowej powłoki kulistej za pomocą odpowiednio żywicy epoksydowej, w wyniku czego powstają dwa rodzaje częstotliwości Sondy ultradźwiękowe o wysokiej intensywności skupione są po wklęsłej stronie aluminiowej kulistej powłoki, a dwa punkty ogniskowe pokrywają się. W 1999 roku badając zjawisko kawitacji ultradźwiękowej o niskiej częstotliwości, stwierdzono, że w pewnych warunkach kawitacja akustyczna o dwóch częstotliwościach jest znacznie lepsza niż ultradźwięki o jednej częstotliwości. później opracowali nowy wieloczęstotliwościowy przetwornik skupiający, wieloczęstotliwościowy przetwornik 400 kHz i 800 kHz do aktywacji porfiryny i jej pochodnych. Emisyjna płytka PZT wysokiej częstotliwości umieszczona jest w pierścieniu PZT niskiej częstotliwości za pomocą żywicy epoksydowej i przyklejona do płaszczyzny soczewki z pleksiglasu. 

Promieniujący koniec pleksiglasu jest wykonany we wklęsłej kulistej powierzchni, aby obszar ultradźwiękowy dwóch częstotliwości był ultradźwiękowy. Zasadniczo cel dwóch częstotliwości został osiągnięty. Po zbadaniu pola ultradźwiękowego wieloczęstotliwościowej ceramiki piezoelektrycznej o wysokiej intensywności skupionej, stwierdzono, że rozpraszanie dźwięku dwóch kolumn fal dźwiękowych generowanych przez przetwornik wieloczęstotliwościowy, co poszerza spektrum pola dźwiękowego, zwiększa prawdopodobieństwo kawitacji kawitacyjnej, zwiększając w ten sposób kawitację ultradźwiękową. Efekt wzmacnia synergistyczne działanie przeciwnowotworowe ultradźwięków i hematoporfiryny. Kompozytowy przetwornik HIFU o podwójnej częstotliwości został opracowany poprzez pocięcie wklęsłej sferycznej piezoelektrycznej płytki ceramicznej na dwa przetworniki w koncentrycznym okręgu. Wykorzystuje tryb pracy z dwiema częstotliwościami. Wyniki pokazują, że różna częstotliwość fali dźwiękowej w trybie dwuczęstotliwościowym sprzyja efektowi kawitacji, co powoduje, że współczynnik ogniska generowanego przez przetwornik HIFU w trybie dwuczęstotliwościowym, a obszar ogniska w trybie jednoczęstotliwościowym jest znacznie większy. Ponadto w soczewce z dwoma obiektywami opracowano wieloogniskowy przetwornik z możliwością sterowania wiązką. Poprawiono strukturę przetwornika, a po przeciwnej stronie kryształu piezoelektrycznego pozostawiono wnękę, dzięki czemu część fali ultradźwiękowej, która rozchodzi się do tyłu, jest regularnie odbijana z powrotem, co pokrywa się z energią fali dźwiękowej rozchodzącej się do przodu, co poprawia jakość fali ultradźwiękowej. Chodzi o wydajność przetwornika. Niektórzy uczeni ulepszyli przetwornik, aby zmniejszyć natężenie dźwięku źródła i skrócić czas naświetlania zdrowej tkanki. Proponuje się wprowadzenie nowego piezoelektryczny ultradźwiękowy o wysokiej ostrości z podwójną częstotliwością, jest to tryb pracy i tryb pracy z pojedynczą częstotliwością oraz wykorzystuje dwa tryby do izolowania ciała. Dla porównania napromieniano tkankę wątroby świni. uszkodzenia spowodowane przez tryb HIFU o podwójnej częstotliwości są znacznie większe niż w trybie o pojedynczej częstotliwości i mają zalety prostej konstrukcji w porównaniu z przetwornikiem ogniskującym z układem fazowym.

Ze względu na pochłanianie i odbicie wiązek dźwiękowych przez gaz i kości, zastosowanie technologii piezoelektrycznej HIFU w tego typu mediach jest ograniczone. Niektórzy uczeni proponowali zaprojektowanie przetwornika z emisją o podzielonej objętości. Wklęsły materiał piezoelektryczny HIFU piezo przetwornika jest podzielony na dziesięć części o równej powierzchni, a każda płytka piezoelektryczna ma źródło zasilania napędowego. W przypadku napotkania w trakcie zabiegu żebra blokującego falę dźwiękową jednej z części, można je zatrzymać poprzez wyłączenie zasilania napędowego. Pozwala to uniknąć uderzenia żeber w pole dźwiękowe i uniknąć możliwego uszkodzenia żeber podczas Kryształ piezoelektryczny do obróbki Hifu . Zaprojektowany „dwumodowy” przetwornik ogniskujący z układem fazowym ma zarówno możliwości terapeutyczne, jak i obrazowe. Przetwornik ten dzieli powierzchnię układu sferycznego na 2048 elementów układu, a jego symulowane pole dźwiękowe wykazuje dobrą charakterystykę ogniskowania.