Diseño estructural del tratamiento de elementos de matriz HIFU.

Los parámetros de diseño de laHIFU PIEZO CERAMICOAfecta directamente el rendimiento y el costo de producción del sistema. Este documento se basa en la base de hardware existente del laboratorio, según el modelo de matriz de ultrasonidos de corona esférica, se propone el diseño básico de los parámetros de la sonda. (1) ¿Cuándo está diseñando la sonda, debemos considerar los parámetros de rendimiento del sistema de lanzamiento? El número de canales que el módulo transmisor del sistema de tratamiento de HIFU utilizado es de 128. Por lo tanto, al diseñar elTransductor de cerámica piezoeléctrico HIFU, combinados con las características estructurales del modelo de matriz ultrasónico diseñado esta vez, la frecuencia de resonancia del elemento de matriz es un parámetro de diseño muy importante. En el diseño de la sonda HIFU, la frecuencia de operación de la sonda es generalmente entre 0,5 MHz y 4MHz. Elegimos 2MHz como la frecuencia resonante de esta sonda.

(1) La curvatura del radio R de la matriz HIFU esférica de la corona se selecciona para ser de 60 mm en este diseño.

(2) Determinación de la longitud del borde del rango del elemento de matriz según el tamaño del área de tratamiento clínico. El ancho de la viga en cada profundidad de enfoque en elCristal Piezoeléctrico HIFULa sonda se define como el ROI completo de FLHM, donde ROI es el tamaño de la región de tratamiento de la sección transversal de la viga acústica. De acuerdo con los requisitos clínicos, el tamaño del área de esputo se trata por la sonda en este diseño se establece en ROI> 10 mm, por lo que FLHM> 10 se combina con la fórmula anterior puede obtener un <3.2mm.

(3) Determinación del rango de parámetros DCENTER y PZTEDGEL en la corona esférica del modelo de matriz de ultrasonidos para garantizar que el modelo de matriz, que no cause una superposición del elemento de matriz en estos rangos. Para el modelo de matriz ultrasónico de corona esférica, cuando el R es 60, para garantizar que los elementos de la matriz no se superpongan y los parámetros de laPiezo de alto enfoque ultrasónicoson todos 1. 7pztedgel.

(4) Después de determinar los valores N, R, F, PZTEDGEL <3.2, DCENTER / PZTEDGEL comienza desde el valor mínimo de 1.7 y calcula las características del campo de sonido (rango de deflexión máxima, la longitud focal) de la matriz en todos los casos de 1.7 , PZTEDGEL <3.2. Buscando la tasa de llenado, la superficie de la corona esférica es la más alta, la longitud focal es la más pequeña, y el rango de desviación es el más grande. El DCENTER / PZTEDGEL se incrementa en 0.1, y continúa el cálculo anterior. La misma solución excelente deultrasonido alto foco piezoSe encuentra en los resultados actuales del cálculo, y las dos excelentes soluciones realizadas dos veces. Para comparación, la solución con la tasa de llenado más alta es la región focal más pequeña y el rango de desviación más grande. Continuando con el proceso iterativo hasta que se encuentre la solución óptima. En este diseño, calculamos las características del campo de sonido de 64 estructuras de matriz con diferentes parámetros de diseño de matriz, que la información de los parámetros es de 64 matrices. Finalmente, comparando la información de campo de sonido de 64 matrices, una de las estructuras de matriz más efectivas se obtiene como modelo de matriz fabricado por esta sonda. El método de análisis específico se expresa de la siguiente manera:

Primero, configurando el número de puntos focales en el modo de enfoque de un solo punto y la posición espacial corresponde al enfoque dentro del rango de cálculo de campo de sonido específico; Luego calcule el rango de desviación máximo de la estructura de la matriz y la longitud focal de cada enfoque, respectivamente; El principio de gran rango de desviación y una pequeña longitud focal ha elegido un conjunto razonable de estructuras de matriz. Su estructura geométrica deImpedancia de Hifu Piezo TransductorSe expresa como se muestra, son los parámetros característicos de la estructura de matriz. A través de cálculos teóricos, la matriz se encuentra en el punto de enfoque geométrico cuando la señal de excitación es una señal sinusoidal continua con una frecuencia de 2MHz en el caso de enfoque de un solo punto. La longitud focal A es 1.5 7.5 mm3. Para la matriz bajo diferentes condiciones de desviación, respectivamente, el tiempo máximo de la distribución de presión sólida en los planos focales XOY y XOZ.

Como se puede ver en la figura, la matriz no cambia mucho en el proceso de desviación, pero la fuerza de la rejilla de la deflexión ocurrirá a 6 mm. La distribución de campo de sonido normalizada de la matriz a diferentes distancias de deflexión se desvía a lo largo del eje X por 0 mm (a), 2 mm (b), 4 mm (c) y 6 mm (d) por la siguiente tabla en una sola Modo de enfoque de puntos, cuando la señal de excitación es una señal sinusoidal continua de frecuencia 2MHz, el rango de desviación máximo de la sonda RFD, = 12MMMRFDZ a lo largo de los ejes X, Y y Z es RFD = 12INLN = 7mm.A Tabla de evaluación de calidad de la Presión de sonido de la matriz en el caso de un solo punto de enfoque. Entre ellos, 1, 2, 4 y 5 indican respectivamente el grado 1, grado2, grado 4, y los niveles de calificaciones del estándar de cuantificación del campo de sonido en la tabla. Donde (a) es un punto de partida de diferentes distancias de desviación logradas en el plano focal y = 0 '(2), y (b) es un único punto de diferentes distancias de desviación alcanzadas en el plano focal Z = 0' (3) atención.