Principiul de focalizare al matricei cu ultrasunete în fază

Pentru un traductor cu matrice liniară multivariată cu elemente de matrice Zn+1, dacă toate elementele de matrice emit unde sonore în același timp, Fie valoarea presiunii sonore a elementului de matrice în punctul F să fie p: atunci presiunea sonoră totală a valorii punctului F este: p

Deoarece distanțele elementelor de linie respective ating punctul F pentru a fi focalizat în mediu sunt diferite, iar viteza sunetului în mediul uniform este constantă, momentul în care undele sonore de Piezoceramica HIFU sunt emise de elementele matrice respective, care ajunge și în punctul F este diferit. În funcție de distanța dintre fiecare element de matrice și punctul F, se adaugă o anumită întârziere atunci când fiecare element de matrice transmite un semnal, astfel încât elementul de matrice este departe de punctul F care transmite primul semnal, iar elementul de matrice care este mai aproape de punctul F emite un semnal. Și controlând lungimea fiecăruia Senzor piezoelectric HIFU, astfel încât toate semnalele să atingă punctul F în același timp, se poate forma un câmp sonor concentrat. Această abordare permite rețelei de traductoare să fie echivalentă cu un traductor concav atunci când transmite un semnal.

În domeniul tratamentului clinic al cancerului, tehnologia de tratament cu ultrasunete concentrate de înaltă intensitate (HIFU) ca tehnologie de terapie termică tumorală neinvazivă, care a fost utilizată în tratamentul tumorilor hepatice, fibromului uterin, cancerului de sân, cancerului de rinichi, cancerului pancreatic și a altor cavități abdominale profunde, printre tumorile solide. Sonda de tratament cu ultrasunete coronal sferic multi-array este un nou tip de sondă pentru Sistem de traductor ceramic piezoelectric Hifu , care poate realiza tratamentul de scanare a focalizării în mod flexibil și rapid prin intermediul focalizării electronice. Cu toate acestea, acest tip de sondă are o structură complicată și mulți parametri de proiectare a matricei, ceea ce face dificilă proiectarea și fabricarea. Cum să obțineți o sondă de tratament cu ultrasunete coronal sferic multi-array cu efect de focalizare ideal este la un cost mai mic și o metodă de proiectare și de fabricație mai simplă.

Acest subiect propune un nou tip de proiectare a sondei, care utilizează un număr limitat de hexagoane obișnuite de aceeași formă și dimensiune. Ca element de rețea a sondei, ceramica plată este așezată dens de suprafața coroanei sferice și, în cele din urmă, o sondă ultrasonică focalizată de mare intensitate este fabricată la costuri reduse. Conținutul tezei cuprinde în principal două părți. Mai întâi, a fost construită o platformă în curs de dezvoltare pentru sonde cu ultrasunete focalizate bidimensionale de mare intensitate. Platforma include o coroană sferică pentru tratarea suprafeței, proiectarea structurii matricei de câmp sonor și procesul de fabricare a unei sonde realizate prin imprimare 3D și tehnologie CNC.

Platforma de dezvoltare a sondei are anumite cercetări și aplicații științifice, practic îndeplinește cerințele platformei tehnice ale Proiectarea și dezvoltarea sondei de tratament piezo cu ultrasunete cu focalizare ridicată , care oferă o platformă simplă pentru proiectarea structurii matrice a sondei de tratament HIFu și oferă o soluție simplă, ieftină și rapidă de fabricare a procesului de sondă. În cele din urmă, cu platforma, această teză dezvoltă o sferică cu mai multe elemente Sondă de impedanță cu traductor piezo Hifu cu un element matrice de 125 mm, un element hexagonal obișnuit cu o lungime laterală de 2,5 mm, o frecvență de rezonanță de 2 MHz și o rază de curbură de 60 mm. Rezultatele câmpului sonor în structura matricei arată că distanța focală este de 1,5x l,5x7,5mm, intervalul maxim de deformare pe planul focal este de 6mm și distanța maximă de deviere axială de-a lungul direcției de emisie a fasciculului este de 6mm. În plus, testul de performanță al sondei a constatat că sonda are o adâncime focală minimă a focalizării fizice de până la 1x1x3m sub excitație cu impuls scurt.