Fokuseringsprincip för ultraljudsfasad array

För en multivariat linjär arraygivare med Zn+1 arrayelement, om alla arrayelementen sänder ut ljudvågor samtidigt, Låt ljudtrycksvärdet för arrayelementet vid punkt F vara p: då är det totala ljudtrycket för punkt F-värdet: p

Eftersom avstånden för de respektive linjeelementen når punkten F som ska fokuseras i mediet är olika, och ljudhastigheten i det enhetliga mediet är konstant, den tidpunkt då ljudvågorna av HIFU piezokeramik emitteras av respektive arrayelement, som når punkten F är också annorlunda. Beroende på avståndet mellan varje arrayelement och punkten F tillkommer en viss fördröjning när varje arrayelement sänder en signal, så att arrayelementet är långt från punkten F som först sänder en signal, och arrayelementet som är närmare punkten F avger en signal. Och kontrollera längden på varje HIFU piezoelektrisk sensor så att alla signaler når punkt F samtidigt kan ett fokuserat ljudfält bildas. Detta tillvägagångssätt tillåter givaren att vara ekvivalent med en konkav givare när den sänder en signal.

Inom området för klinisk cancerbehandling, högintensiv fokuserad ultraljud (HIFU) behandlingsteknologi som en icke-invasiv tumörtermisk terapiteknologi, som har använts vid behandling av levertumörer, livmoderfibroider, bröstcancer, njurcancer, pankreascancer och andra djupa bukhålor, bland solida tumörer. Den multi-array sfäriska koronala ultraljudsbehandlingssonden är en ny typ av sond för Hifu piezoelektriska keramiska transduktorsystem , som kan realisera fokusskanningsbehandling flexibelt och snabbt med hjälp av elektronisk fokusering. Denna typ av sond har dock en komplicerad struktur och många arraydesignparametrar, vilket försvårar konstruktion och tillverkning. Hur man erhåller en multi-array sfärisk koronal ultraljudsbehandlingssond med idealisk fokuseringseffekt är till en lägre kostnad och en enklare designmetod och tillverkningsmetod.

Det här ämnet föreslår en ny typ av sonddesign, som använder ett begränsat antal vanliga hexagoner av samma form och storlek.Som ett sonduppsättningselement är den platta keramiken tätt utlagd av den sfäriska kronytan, och slutligen tillverkas en högintensitetsfokuserad ultraljudssond till låg kostnad. Uppsatsens innehåll består huvudsakligen av två delar. Först byggdes en utvecklingsplattform för tvådimensionella högintensiva fokuserade ultraljudsonder. Plattformen inkluderar en sfärisk krona ytbehandling ljudfält array struktur design och processtillverkning av en sond realiserad med 3D-utskrift och CNC-teknik.

Sonden utvecklingsplattform har viss vetenskaplig forskning och tillämpning, uppfyller i princip kraven på den tekniska plattformen ultraljudsdesign och utveckling av piezobehandlingssond med högt fokus , vilket ger en enkel plattform för arraystrukturdesignen av HIFu-behandlingssond och ger en enkel, låg kostnad och snabb tillverkningslösning för probprocesser. Slutligen, med plattformen, utvecklar denna avhandling en multi-element sfärisk Hifu piezoomvandlarimpedanssond med ett matriselement på 125 mm, ett vanligt hexagonalt element med en sidolängd på 2,5 mm, en resonansfrekvens på 2MHz och en krökningsradie på 60 mm. Ljudfältsresultaten i arraystrukturen visar att brännvidden är 1,5x l,5x7,5 mm, det maximala avböjningsintervallet på fokalplanet är 6 mm och det maximala axiella avböjningsavståndet längs strålens emissionsriktning är 6 mm. Dessutom fann prestandatestet av sonden att sonden har ett minsta fysiskt fokuseringsdjup på upp till 1x1x3m under kort pulsexcitation.