Простий інструмент п'єзовимірювання HIFU

П’єзо HIFU для ультразвукового ножа має видатні переваги: ​​відсутність болю, відсутність хірургічного втручання, короткі побічні ефекти, короткий час лікування та відновлення, що стало гарячою точкою в дослідженнях обладнання для лікування пухлин. Однак через його терапевтичний ефект він ще не пройшов широкі клінічні випробування. Завдяки просуванню та застосуванню, постійному вдосконаленню технології обладнання та технології клінічного застосування високоенергетичний ультразвуковий ніж принесе революційні зміни в традиційні методи лікування раку. Так званий 'ультразвуковий ніж' використовує технологію вторинного фокусування для фокусування ультразвукових хвиль, що випромінюються декількома зондами, для формування високоінтенсивного фокусуючого п'єзо, що наближається до розміру. Ультразвукові хвилі від лікувального тіла формуються із зовнішнього боку тіла пацієнта через тіло людини.

Інтенсивність високофокусний ультразвуковий п'єзо на високофокусному п'єзо, і локальна висока температура генерується достатньо, щоб спалити ракові клітини в терапевтичних цілях. Ультразвукова інтенсивність одного датчика значно нижча і не завдає шкоди організму людини. Оскільки градієнт інтенсивності фокусної плями одного зонда в аксіальному напрямку занадто малий, щоб відповідати вимогам лікування, високоенергетичний ультразвуковий ніж зазвичай використовує режим вторинного фокусування з кількома зондами, як показано на ФІГ. У сферичному фокусуючому тілі встановлено декілька зондів залежно від геометрії зонда. П'єзоелектрична кераміка, яка використовується в зонді, являє собою круглу сферичну пластину товщиною близько 2 мм. Важко гарантувати геометричну вісь і акустичну вісь зонда з різних причин. При суворому збігу фокальні плями кількох зондів не можуть точно перекриватися, і навіть утворюється кілька фокальних плям, що значно впливає на якість фокальної плями.

Перевірка звукового поля зонда вимагає розробки високоточного тривимірного тестера руху, який не тільки має тривалий цикл проектування та виробництва, але також має високу вартість обладнання та низький рівень використання. Тому ми повністю використали функцію високоточного 3D позиціонування за рухом самого пристрою та розробили набір допоміжних інструментів ультразвукового поля для тестування звуку, щоб вирішити проблеми, що виникли в процесі розробки, за дуже низьку вартість.

Мультизонд — це фокусування геометричної осі поверхні позиціонування кількох зондів в одній точці за допомогою методу механічного позиціонування, який вимагає, щоб акустична вісь одного зонда точно збігалася з геометричною віссю. Оскільки обробка вимагає певної глибини, єдиний зонд має малий діаметр відносно його 'фокусної відстані', а його звукове поле не утворює точку в фокальній точці, як оптична лінза, а формує тонку проміжну циліндричну форму поблизу фокальної точки. Діаметр п'єзокристала Hifu менший у 'фокусі', а діаметр 'фокусу' стає більшим, але зміна невелика. Тому 'фокусна відстань' звукового поля мало впливає на точність фокусування, і розглядається ступінь збігу акустичної осі та геометричної осі в 'фокусі'. Точність фокусування перших множинних зондів найбільша.

Пристрій ультразвукового ножа має керований комп’ютером тривимірний механізм руху, який може керувати лікувальною головкою для досягнення точного тривимірного позиціонування, точності руху П'єзокераміка Hifu для ультразвукового ножа становить ±0,05 мм, діапазон руху кожного розміру становить 250 мм, а центральний отвір лікувальної головки має телескопічний B-ультразвук, який використовується для визначення місця ураження. Оскільки виявлення та лікування виконуються за допомогою одного механізму руху, немає вимог до точності лікування, яке полягає в підтримці пацієнта, якщо положення залишається незмінним під час лікування. Щоб виявити збіг акустичної осі зонда з геометричною віссю, необхідно встановити позиційне співвідношення між позиціонуючою поверхнею затискного зонда та механізмом руху, який реалізує тривимірний рух простору вимірювальної головки. Якщо гідрофон тестового звукового поля встановлено на лікувальній головці механізму тренування, вимірювання Ультразвуковий п’єзоелектричний перетворювач розміщується на обробці, а зонд монтується на нижній стороні басейну, його важко розташувати навпроти зонда, а заміна зонда також може змінити положення лікувального ложа. 

Метод вимірювання механізму такий: зонд використовується для просторового тривимірного руху, а гідрофон для вимірювання звукового поля закріплений в басейні і не рухається. Метод полягає у використанні допоміжного вимірювального інструменту для встановлення зонда на лікувальній головці, а позиціонуючий отвір зонда розташовується за допомогою механізму регулювання таким чином, щоб вісь позиціонуючого отвору зонда була паралельна осі z у вертикальному напрямку, а гідрофон позиціонується за допомогою калібрувального випробувального зразка, щоб змусити воду слухати. Вимірювальна головка розташована на осі отвору позиціонування зонда, П’єзокристал HIFU замінює тестовий зразок для калібрування та встановлює зонд для перевірки. Ультразвукове звукове поле перевіряється гідрофоном, а гідрофон закріплюється в басейні. Зонд або лікувальна головка переміщується певним чином у тривимірному просторі під керуванням комп’ютера. Комп’ютер автоматично вимірює та зберігає дані кожної точки звукового поля та використовує програмне забезпечення для обробки даних вимірювань у бажаний користувачем результат.