Proiectarea structurală a tratamentului elementului matrice HIFU

Parametrii de proiectare ai Ceramica piezo HIFU afectează direct performanța și costul de producție al sistemului. Această lucrare se bazează pe baza hardware existentă a laboratorului, bazată pe modelul matricei ultrasonice cu coroană sferică, este propusă proiectarea de bază a parametrilor sondei. (1) Când proiectăm sonda, trebuie să luăm în considerare parametrii de performanță ai sistemului de lansare. Numărul de canale pe care modulul transmițător al sistemului de tratare HIFU le folosește este de 128. Prin urmare, la proiectarea Traductor ceramic piezoelectric Hifu , combinat cu caracteristicile structurale ale modelului de matrice cu ultrasunete proiectat de data aceasta, frecvența de rezonanță a elementului de matrice este un parametru de proiectare foarte important. În proiectarea sondei HIFU, frecvența de funcționare a sondei este în general între 0,5MHz și 4MHz. Am ales 2MHz ca frecvență de rezonanță a acestei sonde.

(1) Curbura razei R a matricei HIFU sferice a coroanei este selectată să fie de 60 mm în acest design.

(2) Determinarea lungimii marginii intervalului a elementului de matrice în funcție de dimensiunea zonei de tratament clinic. Lățimea fasciculului la fiecare adâncime de focalizare în Sonda cu cristal piezoelectric Hifu este definită ca ROI complet FLHM, unde ROI este dimensiunea regiunii de tratament din secțiunea transversală a fasciculului acustic. Conform cerințelor clinice, dimensiunea zonei sputei este tratată de sondă în acest design este setată la ROI>10mm, astfel încât FLHM>10 este combinat cu formula de mai sus poate obține un <3,2mm.

(3) Determinarea intervalului de parametri Dcenter și PzTEdgeL în coroana sferică a modelului de matrice cu ultrasunete pentru a se asigura că modelul de matrice, care nu cauzează suprapunerea elementelor de matrice în aceste intervale. Pentru modelul de matrice ultrasonică cu coroană sferică, când R este 60, pentru a se asigura că elementele matricei nu se suprapun, iar parametrii matricei piezo cu ultrasunete cu focalizare ridicată sunt toate 1. 7PZTEdgeL.

(4) După determinarea valorilor N, R, F, pZTEdgeL<3,2, Dcenter/pZTEdgeL pornește de la valoarea minimă de 1,7 și calculează caracteristicile câmpului sonor (domeniul maxim de deflexie, distanța focală) ale matricei în toate cazurile de 1,7, pZTEdgeL<3,2. În căutarea ratei de umplere, suprafața coroanei sferice este cea mai mare, distanța focală este cea mai mică, iar intervalul de deformare este cel mai mare. DCenter/PzTEdgeL este crescut cu 0,1, iar calculul de mai sus a continuat. Aceeași soluție excelentă a piezo-ul cu ultrasunete cu focalizare ridicată se găsește în rezultatele actuale de calcul, iar cele două soluții excelente au fost efectuate de două ori. Pentru comparație, soluția cu cea mai mare rată de umplere este cea mai mică regiune focală și este selectat cel mai mare interval de deformare. Continuând procesul iterativ până la găsirea soluției optime. În acest proiect, am calculat caracteristicile câmpului sonor a 64 de structuri de matrice cu parametri diferiți de proiectare a matricei, care informațiile despre parametri sunt 64 de matrice. În cele din urmă, comparând informațiile câmpului sonor din 64 de matrice, se obține una dintre cele mai eficiente structuri de matrice ca model de matrice fabricat de această sondă. Metoda de analiză specifică se exprimă astfel:

În primul rând, setarea numărului de puncte focale în modul de focalizare cu un singur punct și poziția spațială corespunde focalizării în intervalul specific de calcul al câmpului sonor; apoi calculați intervalul maxim de deviere a structurii matricei și, respectiv, distanța focală a fiecărui focar; Principiul intervalului mare de deviație și distanței focale mici a ales un set rezonabil de structuri matrice. Structura sa geometrică de Impedanța traductorului piezo hifu este exprimată așa cum se arată, este parametrii caracteristici ai structurii matricei. Prin calcule teoretice, matricea se află la punctul de focalizare geometric atunci când semnalul de excitație este un semnal sinusoidal continuu cu o frecvență de 2MHz în cazul focalizării într-un singur punct. Distanța focală A este de 1,5 7,5 mm3. Pentru matricea în diferite condiții de deformare, respectiv, timpul de vârf al distribuției presiunii sonore în planurile focale XOY și xoz .

După cum se poate vedea din figură, matricea nu se schimbă prea mult în procesul de deviere, dar rezistența grătarului de deformare va avea loc la 6 mm. Distribuția normalizată a câmpului sonor al matricei la diferite distanțe de deviere este deviată de-a lungul axei X cu 0 mm (a), 2 mm (b), 4 mm (c) și 6 mm (d) de următorul tabel într-un mod de focalizare într-un singur punct, atunci când semnalul de excitare este un semnal sinusoidal continuu cu frecvența 2MHz, intervalul maxim de deformare al sondei, XRFDz, = 1, XRFXD și 12mmXRFDz este RFD=12Inln=7mm.Un tabel de evaluare a calității presiunii sonore a matricei în cazul focalizării unui singur punct. Printre acestea, 1, 2, 4 și, respectiv, 5 indică nivelurile de gradul 1, gradul 2, gradul 4 și gradele standardului de cuantizare a câmpului sonor din tabel. Unde (a) este un singur punct de focalizare a diferitelor distanțe de deviere realizate în planul focal y = 0’ (2) și (b) este un singur punct de diferite distanțe de deviere realizate în planul focal z = 0’ (3) focus.