Strukturelle Design der HIFU -Array -Elementbehandlung

Die Designparameter derHifu Piezo KeramikBeeinflussen direkt die Leistungs- und Produktionskosten des Systems. Dieses Papier basiert auf der vorhandenen Hardware -Fundament des Labors, die auf dem Ultrasonic -Array -Modell der kugelförmigen Kron -Array basiert, das grundlegende Design der Sondenparameter vorgeschlagen. (1) Wann die Sonde entwirft, müssen wir die Leistungsparameter des Startsystems berücksichtigen. Die Anzahl der Kanäle, die das Sendermodul des verwendeten HIFU -Behandlungssystems beträgtHifu Piezoelektrischer KeramikwandlerIn Kombination mit den strukturellen Eigenschaften des Ultraschallarray -Modells, das diesmal entworfen wurde, ist die Resonanzfrequenz des Array -Elements ein sehr wichtiger Entwurfsparameter. Bei der Konstruktion der HIFU -Sonde liegt die Betriebsfrequenz der Sonde im Allgemeinen zwischen 0,5 MHz und 4 MHz. Wir haben 2 MHz als Resonanzfrequenz dieser Sonde gewählt.

(1) Die Radius -Krümmung des Kronkugel -Hifu -Arrays wird in diesem Design mit 60 mm ausgewählt.

(2) Bestimmung der Randlänge des Array -Elements gemäß der Größe des klinischen Behandlungsbereichs. Die Strahlbreite in jeder Fokusentiefe in derHifu Piezoelektrischer KristallDie Sonde ist definiert als der FLHM -ROI, wobei der ROI die Größe der Behandlungsregion im Querschnitt des akustischen Strahls hat. Gemäß den klinischen Anforderungen wird die Größe des Sputumsbereichs durch die Sonde in diesem Design auf ROI> 10 mm eingestellt, sodass FLHM> 10 mit der obigen Formel kombiniert wird, um eine <3,2mm zu erhalten.

(3) Bestimmung des Parameterbereichs DCenter und Pztedgegel in der kugelförmigen Krone des Ultrasonic Array -Modells, um sicherzustellen, dass das Array -Modell, das in diesen Bereichen keine Array -Elemente -Überlappung verursacht, nicht verursacht. Für das Ultrasonic -Array -Modell der kugelförmigen Kronen -Array, wenn der R 60 ist, um sicherzustellen, dass sich die Array -Elemente nicht überlappen, und die Parameter der ParameterUltraschall hohe Fokussierung Piezosind alle 1. 7pztedgel.

(4) Nach der Bestimmung der N-, R-, F -Werte startet Pztedgel <3,2, Dcenter/Pztedgel den Mindestwert von 1,7 und berechnet die Schallfeldeigenschaften (maximal , pztedgel <3,2. Auf der Suche nach der Füllrate ist die kugelförmige Kronenoberfläche die höchste, die Brennweite der kleinsten und der Ablenkungsbereich ist der größte. Das dCenter/pztedge wird um 0,1 erhöht und die obige Berechnung fortgesetzt. Die gleiche ausgezeichnete Lösung vonUltraschallpiezo mit hohem Fokuswird in den aktuellen Berechnungsergebnissen gefunden, und die beiden ausgezeichneten Lösungen wurden zweimal durchgeführt. Zum Vergleich ist die Lösung mit der höchsten Füllrate die kleinste Brennungsregion und der größte Ablenkungsbereich wird ausgewählt. Fortsetzung des iterativen Prozesses, bis die optimale Lösung gefunden wurde. In diesem Design haben wir die Schallfeldeigenschaften von 64 Array -Strukturen mit unterschiedlichen Array -Designparametern berechnet, die die Parameterinformationen 64 Arrays sind. Durch den Vergleich der Schallfeldinformationen von 64 Arrays wird schließlich eine der effektivsten Array -Strukturen als von dieser Sonde hergestellter Array -Modell erhalten. Die spezifische Analysemethode wird wie folgt ausgedrückt:

Zunächst entspricht das Festlegen der Anzahl der Schwerpunkte im Einzelpunkt-Fokusmodus und in der räumlichen Position dem Fokus innerhalb des spezifischen Berechnungsbereichs für Schallfelde. Berechnen Sie dann den maximalen Ablenkbereich der Arraystruktur und die Brennweite jedes Fokus; Das Prinzip des großen Ablenkungsbereichs und der kleinen Brennweite hat eine angemessene Reihe von Array -Strukturen gewählt. Seine geometrische Struktur vonHifu Piezo -Wandlerimpedanzwird wie gezeigt ausgedrückt, es handelt sich um Array-Struktur-charakteristische Parameter. Durch theoretische Berechnungen befindet sich das Array am geometrischen Fokuspunkt, wenn das Anregungssignal ein kontinuierliches sinusoidales Signal mit einer Frequenz von 2 MHz im Fall der Einzelpunktfokussierung ist. Die Brennweite A beträgt 1,5 7,5 mm3. Für das Array unter verschiedenen Ablenkungsbedingungen die Spitzenzeit der Schalldruckverteilung in den Fokusebenen XOY und XOZ.

Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, ändert sich das Array im Ablenkprozess nicht wesentlich, aber die Ablenkungsfestigkeit tritt bei 6 mm auf. Die normalisierte Schallfeldverteilung des Arrays bei unterschiedlichen Ablenkungsabständen wird entlang der x -Achse um 0 mm (a), 2 mm (b), 4 mm (c) und 6 mm (d) durch die folgende Tabelle in einer einzelnen abgelenkt Punktfokus -Modus, wenn das Anregungssignal ein kontinuierliches sinusoidales Signal von Frequenz 2 MHz ist, ist der maximale Ablenkbereich der Sonde RFD, = 12 mmrfdz entlang der x, y und z -Achsen, RFD = 12inln = 7MM.a Qualitätsbewertungstabelle der Schalldruck des Arrays im Fall von Einzelpunktfokussierung. Unter diesen geben 1, 2, 4 und 5 die Ebenen der Grad 1, Grad 2, Grad 4 und Grade des Schallfeldquantisierungsstandards in der Tabelle an. Wenn (a) ein einzelner Punktfokus unterschiedlicher Ablenkungsabstände ist, die in der Fokusebene y = 0 '(2) erzielt werden, und (b) ist ein einzelner Punkt unterschiedlicher Ablenkungsabstände, die in der Fokusebene Z = 0' (3) erreicht werden Fokus.