дослідження багаточастотного п'єзоперетворювача HIFU

Для того, щоб реалізувати HIFU ультразвукове п’єзо , традиційні методи здебільшого використовують одночастотний ультразвуковий перетворювач, і рідко повідомляють про використання тієї самої системи фокусування для досягнення фокусу двочастотного ультразвуку. У 1996 р. японський вчений С. Умемура та ін. вивчав техніку, яка використовує ультразвук для активації кислотно-червоного кольору для знищення пухлинних клітин. Для досягнення другої гармоніки та основної суперпозиції був розроблений спеціальний багаточастотний сфокусований ультразвуковий перетворювач. Він полягає в тому, щоб приклеїти 16 шарів пластин PZT різних частот до опуклої поверхні алюмінієвої сферичної оболонки за допомогою епоксидної смоли відповідно, як результат, два види частоти Сфокусовані ультразвукові зонди високої інтенсивності реалізовані на увігнутій стороні алюмінієвої сферичної оболонки, а дві точки фокусу збігаються. У 1999 році, вивчаючи явище низькочастотної ультразвукової кавітації, було виявлено, що за певних умов двочастотна акустична кавітація була значно кращою, ніж одночастотний ультразвук. пізніше вони розробили новий багаточастотний перетворювач фокусування, багаточастотний перетворювач 400 кГц і 800 кГц для активації порфірину та його похідних. Випромінювальна високочастотна пластина PZT поміщається в низькочастотне кільце PZT з епоксидною смолою та приклеюється до площини лінзи з оргскла. 

Випромінюючий кінець плексигласу перетворюється на увігнуту сферичну поверхню, щоб зробити ультразвукову область двох частот ультразвуковою. В основному, призначення двох частот досягнуто. Після вивчення ультразвукового поля багаточастотної сфокусованої п’єзоелектричної кераміки високої інтенсивності було виявлено, що звукове розсіювання двох стовпців звукових хвиль, створюваних багаточастотним перетворювачем, що розширює спектр звукового поля, збільшує ймовірність кавітації кавітації, таким чином посилюючи ультразвукову кавітацію. Ефект посилює синергічний протираковий ефект ультразвуку та гематопорфірину. Двочастотний композитний перетворювач HIFU був розроблений шляхом розрізання увігнутої сферичної п’єзоелектричної керамічної пластини на два перетворювачі в концентричному колі, він використовує двочастотний режим роботи. Результати показують, що різна частота звукової хвилі в двочастотному режимі сприяє ефекту кавітації, що спричиняє співвідношення фокусних плям, створюваних перетворювачем HIFU в двочастотному режимі, а площа фокусних плям в одночастотному режимі є значно більшою. Крім того, було розроблено мультифокальний перетворювач із керуванням променем за допомогою лінзи з подвійною лінзою. Структуру перетворювача вдосконалено, і на протилежній стороні п’єзоелектричного кристала залишилася порожнина, так що частина ультразвукової хвилі, яка поширюється назад, регулярно відбивається назад, щоб збігатися з енергією звукової хвилі, що поширюється вперед, щоб покращити ультразвукову хвилю. Це ефективність перетворювача. Деякі вчені вдосконалили перетворювач, щоб зменшити інтенсивність звуку джерела і скоротити час опромінення здорових тканин. Пропонується запровадити новий високофокусний ультразвуковий п'єзоапарат із подвійною частотою, це робочий режим і одночастотний режим роботи, і використовуйте два режими для ізоляції тіла. Тканина печінки свині була опромінена для порівняння. Шкода, спричинена двочастотним режимом HIFU, є значно більшою, ніж одночастотним режимом, і він має переваги простої структури та порівняно з перетворювачем фокусування з фазованою решіткою.

Через поглинання та відображення звукових променів газом і кісткою застосування п’єзотехнології HIFU в таких середовищах обмежене. Деякі вчені запропонували сконструювати перетворювач із розділеним об’ємом випромінювання. Увігнутий п'єзоелектричний матеріал HIFU п'єзо перетворювача розділений на десять частин однакової площі, і кожна п'єзоелектрична пластина має джерело живлення. Під час лікування, коли ребро блокує звукову хвилю одного з фрагментів, його можна зупинити, вимкнувши рушійну потужність. Це дозволяє уникнути впливу ребер на звукове поле та уникнути можливого пошкодження ребер під час Hifu лікування п'єзоелектричний кристал . Розроблений «подвійний режим» фокусуючого перетворювача з фазованою решіткою має як терапевтичні можливості, так і можливості візуалізації. Цей перетворювач ділить поверхню сферичної решітки на 2048 елементів масиву, а його симульоване звукове поле демонструє хороші характеристики фокусування.