ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ФОКУСИРУЮЩИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Аннотация
Настоящее исследование выполнено на стыке двух направлений: инженерно- технологического и биомедицинского, в результате которого разработан терапевтиче- ский фокусирующий ультразвуковой преобразователь, предназначенный для выявления и неинвазивного лечения новообразований. Принцип действия заключается в излучении ульт- развуковых колебаний высокой интенсивности в пятно фокуса (High Intensity Focused Ultrasound – HIFU). Это позволяет точечно воздействовать на выбранные области и прово- дить абляцию воспалённых, либо чужеродных тканей без открытого хирургического вме- шательства. На основе характеристик пьезокерамических материалов, выпускаемых в Н ТБ «Пьезоприбор» выполнено математическое моделирование HIFU-преобразователя. Основу составляет пьезокерамический элемент, выполненный в форме тонкостенного сегмента сферы с центральным отверстием, изготовленный из пьезоматериала П П-35. Центральное отверстие диаметром 41,4 мм предназначено для датчика визуализации, выполняющего роль «наводчика» сфокусированного ультразвукового пучка. Принцип рабо- ты преобразователя заключается в следующем: фокусное пятно с максимальным акусти- ческим давлением находится в области, захватываемой УЗИ-совместимым датчиком. Изображение передаётся на монитор, после чего принимается решение на какие области и с какой интенсивностью воздействовать ультразвуковым преобразователем. Изучены амплитудно-частотные характеристики преобразователя. Получены зависимости актив- ной проводимости от частоты в свободном и нагруженном на воду состояниях. Измереныуровни акустического давления в пятне фокуса. Построены диаграммы распределения ин- тенсивности излучения в плоскости и в трехмерном пространстве, проведены работы по воздействию ультразвукового преобразователя на различные органические материалы и ткани: органическое стекло толщиной 10мм, мышечная ткань курицы. Получены зависи- мости силы воздействия от подводимой к преобразователю мощности, а также частоты задающего сигнала. Экспериментально показана возможность использования преобразо- вателя в составе комплекса HIFU-терапии. Сформулированы выводы о перспективах ис- пользования одноэлементных фокусирующих ультразвуковых преобразователей и много- элементных с распределённым пятном фокуса.
