Ett enkelt instrument för HIFU piezomätning

HIFU piezo för ultraljudskniv har de enastående fördelarna med ingen smärta, ingen kirurgi, korta biverkningar, kort behandling och återhämtningstid, vilket har blivit en het punkt i forskningen av tumörbehandlingsutrustning. Men på grund av dess terapeutiska effekt har den ännu inte testats utförligt kliniskt. Baserat på marknadsföring och tillämpning, med den kontinuerliga förbättringen av utrustningsteknologi och klinisk tillämpningsteknik, kommer ultraljudskniv med hög energi att medföra revolutionerande förändringar för de traditionella cancerbehandlingsmetoderna. Den så kallade 'ultraljudskniven' använder sekundär fokuseringsteknik för att fokusera ultraljudsvågorna som emitteras av flera sonder för att bilda en högintensiv fokuserande piezo som approximerar storleken. Ultraljudsvågorna från behandlingskroppen bildas från utsidan av patientens kropp genom människokroppen.

Intensiteten av högfokus ultraljud piezo vid hög fokus piezo, och den lokala höga temperaturen genereras tillräckligt för att bränna cancercellerna i terapeutiska syften. Ultraljudsintensiteten för en enda sond är mycket lägre och skadar inte människokroppen. Eftersom brännpunktsintensitetsgradienten för den enda sonden i den axiella riktningen är för liten för att uppfylla kraven för behandlingen, antar högenergi-ultraljudskniven i allmänhet den sekundära fokuseringsmoden med flera sond, såsom visas i FIG. Flera sonder är monterade i den sfäriska fokuseringskroppen, beroende på sondens geometri. Den piezoelektriska keramen som används i sonden är en cirkulär sfärisk platta med en tjocklek på cirka 2 mm. Det är svårt att garantera sondens geometriska axel och akustiska axel av olika skäl. Strängt sammanträffande kan brännpunkterna för flera sonder inte överlappas exakt, och till och med flera fokalpunkter bildas, vilket i hög grad påverkar kvaliteten på brännpunkten.

Testet av sondens ljudfält kräver design av en tredimensionell rörelsetestare med hög precision, som inte bara har en lång design- och tillverkningscykel, utan också har hög utrustningskostnad och låg användningshastighet. Därför har vi utnyttjat själva enhetens högprecisionsfunktion för rörelsepositionering i 3D och designat en uppsättning hjälptestverktyg för ultraljudsfältljud för att lösa de problem som uppstår i utvecklingsprocessen till en mycket låg kostnad.

Multi-sond är att fokusera den geometriska axeln för positioneringsytan för flera sonder till en punkt genom en mekanisk positioneringsmetod, vilket kräver att den akustiska axeln för den enstaka sonden exakt sammanfaller med den geometriska axeln. Eftersom behandlingen kräver ett visst djup har den enstaka sonden en liten diameter i förhållande till sin 'brännvidd', och dess ljudfält bildar inte en punkt i brännpunkten som den optiska linsen, utan bildar en tunn mellanliggande cylindrisk form nära brännpunkten. Diametern på Hifu piezokristall är mindre vid 'fokus', och diametern på 'fokus' blir större, men förändringen är inte stor. Därför har ljudfältets 'brännvidd' liten effekt på fokusnoggrannheten, och koincidensgraden för den akustiska axeln och den geometriska axeln vid 'fokus' behandlas. Fokuseringsnoggrannheten för de första multipla sonderna är störst.

Ultraljudsknivenheten har en datorstyrd tredimensionell rörelsemekanism, som kan driva behandlingshuvudet för att uppnå tredimensionell exakt positionering, rörelseprecisionen av Hifu piezokeramik för ultraljudskniv är ±0,05 mm, rörelseområdet för varje dimensionsrörelse är 250 mm, och mitthålet på behandlingshuvudet har ett teleskopiskt B-ultraljud som används för att lokalisera lesionen. Eftersom detekteringen och behandlingen utförs av samma rörelsemekanism finns det inga precisionskrav på behandlingen, vilket stödjer patienten så länge som ställningen hålls oförändrad under behandlingen. För att upptäcka överensstämmelsen mellan sondens akustiska axel och den geometriska axeln är det nödvändigt att fastställa positionsförhållandet mellan klämsondens positioneringsyta och rörelsemekanismen som realiserar den tredimensionella rörelsen av mäthuvudets utrymme. Om hydrofonen i testljudfältet är monterad på träningsmekanismens behandlingsmått, piezoelektrisk ultraljudsgivare placeras på behandlingen, och sonden är monterad på undersidan av poolen, det är svårt att mittemot sonden, och utbytet av sonden kan också ändra behandlingsbäddens position. 

Mekanismens mätmetod är: sonden används för rumslig tredimensionell rörelse, och hydrofonen för att mäta ljudfältet är fixerad i poolen och rör sig inte. Metoden är att använda ett extra mätverktyg för att montera sonden på behandlingshuvudet, och sondens positioneringshål placeras av justeringsmekanismen, så att sondens axel är positioneringshålet är parallell med den vertikala riktningen z-axeln, och hydrofonen placeras med hjälp av kalibreringsprovbiten för att få vattnet att lyssna. Mäthuvudet är placerat på axeln för sondens positioneringshål, HIFU piezokristall ersätter kalibreringsprovbiten och installerar sonden som ska testas. Ultraljudsfältet testas av en hydrofon och hydrofonen är fixerad i poolen. Sonden eller behandlingshuvudet förflyttas tredimensionellt på ett visst sätt under datorstyrning. Datorn mäter och sparar automatiskt data för varje punkt i ljudfältet och använder programvaran för att bearbeta mätdata till det önskade resultatet för användaren.