Дослідження фокусованого ультразвукового перетворювача в технології HIFU

Технологія високоінтенсивного сфокусованого ультразвуку (HIFU) виникла в 1940-х роках. Це певний спосіб змусити ультразвук накопичуватися на тканині ураження після проходження через поверхню тіла. Після взаємодії між клітинами та ультразвуком у тканині ураження. Створення необоротного коагуляційного некрозу з терапевтичною метою. Ця технологія привернула увагу багатьох вчених, лікарів і пацієнтів вдома та за кордоном своїми неінвазивними, нешкідливими, безпечними та ефективними перевагами. В даний час технологія HIFU широко використовується і просувається в галузях урології, онкології, нейрохірургії, гінекології, офтальмології та інших галузях медицини.

Основний компонент Технологія п’єзокераміки HIFU — це ультразвуковий фокусуючий перетворювач, завдання якого — перетворювати електричні сигнали в ультразвукові сигнали, певним чином ультразвукова енергія сильно концентрується в ушкодженнях, утворюючи високосфокусовану ультразвукову енергію для усунення уражень. Технологія HIFU застосовується до живих організмів. Ультразвукова енергія високої інтенсивності використовується для усунення уражень під час лікування, але важливіше забезпечити безпеку оброблених об'єктів. Таким чином, точне фокусування ультразвукової енергії є характеристикою фокусування ультразвукового перетворювача. Це ключ до технічного лікування HIFU. Зазвичай ультразвукові перетворювачі, як правило, виготовлені з п’єзоелектричної кераміки, п’єзоелектричних композитних матеріалів тощо. Ці матеріали мають п’єзоелектричний ефект і зворотний п’єзоелектричний ефект, який може реалізувати перетворення акустичної енергії та електричної енергії та функції ультразвукових перетворювачів. Це аналогічно принципу оптичного фокусування, є три способи досягнення ультразвукове фокусування п'єзо , це увігнута сферична самофокусування, дзеркальне фокусування та фокусування акустичних лінз.

Усі три ультразвукові перетворювачі можуть досягати фокусування ультразвукової енергії за певних умов. Увігнуте сферичне самофокусування є активним акустичним фокусуванням, акустичне фокусування лінзою є допоміжним акустичним фокусуванням, а відбивне фокусування є пасивним. Останніми роками дослідники зібрали низку невеликих п’єзоелектричних керамічних листів, які поєднують електронне фокусування з акустичним фокусуванням для досягнення ультразвукового фокусування за допомогою електронної фазової модуляції. Такий тип фокусування називається електронним фазовим фокусуванням. в Ультразвукова п’єзокерамічна технологія HIFU, це увігнуте сферичне самофокусування, фокусування акустичних лінз і електронна фазована решітка, які використовуються для фокусування. Перевага увігнутого сферичного самофокусувального перетворювача полягає в тому, що його можна регулювати відповідно до різної глибини ураження. Зазвичай це механічний метод сканування, коли він працює. Це простий перетворювач, який часто використовується для фокусування. Система фокусування з акустичними лінзами може досягати фокусної відстані, яка змінюється відповідно до клінічних вимог, і має переваги у випадку невеликих вимог до розміру джерела звуку та поверхневих уражень. Фокусні перетворювачі з фазованою решіткою використовують електронні перетворювачі для досягнення ультразвукового фокусування за допомогою зондів матриці ультразвукових перетворювачів. Переваги Ультразвуковий HIFU п’єзо — це відсутність механічних рухів і висока швидкість сканування, висока точність. в залежності від розміру і положення пухлини. Налаштування режиму фокусування має велику практичну цінність у клінічному лікуванні; недоліком є ​​те, що електронна схема керування є великою та складною, що певною мірою обмежує її розробку та застосування.