Méthode commune de HIFU pour les tests de champ sonore

La méthode de rayonnement est une méthode de mesure bien établie qui se concentre sur la mesure du planplaques de cisaillement en céramique piézoélectriquedans un liquide. En 1987, Beissner a dérivé la formule de calcul de la force de rayonnement sur la cible entièrement absorbée dans le champ sonore ultrasonique focalisé en supposant que l'acoustique géométrique, la limitation à haute fréquence non diffractive et la directivité du champ lointain sont des fonctions rectangulaires, lorsque La déviation angulaire de 30 ° est inférieure à 0,8%. En 1998, il a appliqué la méthode acoustique géométrique pour dériver la formule générale de la force de rayonnement de l'échographie focalisée sur la cible d'essai, a discuté de la force de rayonnement sur la cible de réflexion totale et la cible d'absorption totale, et réalisé l'expérience a vérifié que l'écart de La puissance sonore mesurée par la mesure de la puissance ultrasonique de 1,6 MHz et la méthode de calorimétrie ne dépassait pas 3%. En 2005, Shaw du National Physical Laboratory du Royaume-Uni a utilisé les intégrales et des expériences de Rayleigh pour vérifier la validité de la formule générale. Les résultats étaient assez cohérents. In 2003,he measured the anode power amplifier voltage of the HIFU transducer drive circuit by using the radiation-based water column method (water measuring the acoustic radiation pressure or acoustic energy density of the measurement point by measuring the height of the liquid column in the tube mince).

L'intensité du champ sonore à 200 V à 2600 V indique que la méthode de la colonne d'eau peut augmenter la plage de mesure du champ sonore à 2000 avec 2 cm 2, mais lorsque la tension augmente à un certain niveau (2600 V), la puissance sonore est trop grande et une cavitation importante se produira dans l'eau. Le groupe de bulles interfère avec le champ sonore, ce qui rend la puissance sonore de mesure considérablement instable et présente une tendance de saturation. En 2004 et 2005, la Chine a adopté la norme nationale de la mesure de la puissance sonore et des caractéristiques du champ sonore acoustique à haute intensité de haute intensité \"et le système de traitement ultrasonore (HIFU) \" à haute intensité, qui se concentre sur sur les caractéristiques d'échographie et l'échographie. L'idée de base et la méthode de mesure de la puissance consiste à trouver la position de la mise au point de la pression acoustique par la méthode de balayage tridimensionnelle hydrophone, à scanner et à mesurer le champ sonore focalisé, à calculer les paramètres géométriques du point focal, puisPlaques de céramique piézoélectrique TransducteurMesurez directement la pression acoustique à pleine puissance à la focalisation. Des hydrophones et des méthodes de rayonnement sont recommandés pour la norme.

2 détection d'hydrophone

Un hydrophone est un transducteur qui convertit un signal de pression acoustique sous-marin en un signal électrique. Lorsque la pression (perturbation acoustique) sur le matériau piézoélectrique change, la distribution de charge à l'intérieur du matériau piézoélectrique change proportionnellement et se reflète sous la forme d'un signal de tension, de sorte qu'il peut être extrait par l'électrode à la surface de l'élément de céramique piézoélectrique. Ces charges sont amplifiées par un amplificateur de tension ou un amplificateur de charge, et le traitement du signal affiche une image qui reflète la forme d'onde de l'onde sonore. Ainsi, la mesure de la pression acoustique dans le champ sonore ultrasonique est terminée de manière très simple. Les matériaux traditionnels utilisés pour la détection des champs sonores ultrasoniques sont la céramique piézoélectrique et le PVDF (fluorure de polyvinylidène).

La céramique piézoélectrique a une dureté et une sensibilité élevées et peut résister à une certaine plage de pression saine dans le champ Hifu à faible puissance, mais l'intensité sonore lorsqu'elle est augmentée, la céramique piézoélectrique est facilement cassée, la plage dynamique linéaire est petite et l'impédance acoustique est élevé, de sorte que l'hydrophone a une certaine interférence dans le champ sonore mesuré. L'impédance acoustique du PVDF est proche de l'impédance acoustique de l'eau, et elle a une bonne impédance acoustique correspondant à l'eau, une texture douce, un traitement facile, des propriétés chimiques stables, une large réponse en fréquence et une excellente linéarité. La plage dynamique est plus grande que celle des hydrophones en céramique piézoélectrique. Par conséquent, le PVDF est généralement généralement utilisé pour la mesure. Il peut améliorer la réponse en fréquence inégale produite par la céramique piézoélectrique et réduire l'interférence au champ sonore mesuré tant que le film est suffisamment mince. Le PVDF est disponible dans les types de films et d'aiguilles. Le diamètre du type de film est supérieur à 5 cm, tandis que le diamètre de l'aiguille est inférieur à 1 mm, ce qui est facilement endommagé dans le champ sonore HIFU.

La taille de la région focale HIFU est d'environ 1,1 mm × 2. 1 mm × 3,2 mm. Par conséquent, le PVDF a l'inconvénient d'une faible résolution spatiale, et il a un effet de bord, et le volume ne peut pas être rendu très faible. Limitation de température, la dépolarisation se produit lorsque la température atteint 60 ° C, le taux de réutilisation est faible et la mesure de l'hydrophone nécessite une méthode mécanique pour le balayage point par point, même si le plan de 10 × 10 cm de balayage, le plus rapide également Prend quelques heures, il utilise donc quelques lignes simples pour décrire la distribution du champ sonore devient inévitable. En 2002, il utilise des sphères creux en céramique piézoélectrique à haute fréquence comme hydrophones, et il présente des avantages uniques en termes de géométrie, de taille et de sensibilité. Le diamètre de la balle est de 0,7 à 1 mm, la fréquence de résonance est de 1. 8 à 2. 7 MHz, la sensibilité est le double de celle de l'hydrophone, et elle a une bonne stabilitéTransducteur ultrasonique assiette piézocéramique, et la pression est un hydrophone de type aiguille. L'appareil est considéré comme le capteur idéal pour mesurer les champs sonores de haute intensité.

En 2004, il est signalé un nouveau type de chauffe-eau membranaire pour la mesure du champ sonore HIFU, indiquant que le capteur peut mesurer une puissance saine immédiatement dans le traitement HIFU, garantissant ainsi une prestation précise de l'énergie pendant le traitement, et la mesure de la force de rayonnement et de l'eau se comparent à La mesure du récepteur, les composants sont durables et ont une petite influence sur la température. En 2006, Zanelli et Howard ont conçu un hydrophone qui évite efficacement les dommages à la cavitation. La céramique piézoélectrique est placée dans un bouclier métallique pour fournir une surface externe lisse qui minimise la possibilité de noyau de cavitation à la surface. Petits, dans l'eau déionisée dégazée, la mesure du champ sonore du transducteur avec une fréquence de 1,50 MHz, un diamètre de 100 mm et une distance focale de 150 mm a obtenu de bons résultats. Cependant, la gamme dynamique linéaire de céramiques piézoélectriques est insuffisante, affectant sa limite supérieure pour une utilisation dans les mesures HIFU.