Hifu 트랜스듀서에서 구형 집속 볼 기하학적 구조를 사용하는 것의 주요 기술적 이점은 무엇입니까?

HIFU 트랜스듀서에서 구형 집속 볼 기하학적 구조의 주요 기술적 이점은 물리적 모양만으로 "자가 초점"을 달성하는 것입니다. 이 설계는 추가 음향 렌즈의 필요성을 제거하여 에너지 감쇠의 주요 원인을 제거하고 더 효율적인 초음파 전파를 가능하게 합니다.

핵심 요점 굴절 렌즈 대신 기하학적 자가 초점에 의존함으로써 구형 볼 트랜스듀서는 에너지 손실을 최소화하고 짧은 거리 내에서 높은 음향 이득을 생성하여 얕은 조직 치료에서 극도의 정밀도를 가능하게 합니다.

에너지 전파 최적화

많은 초음파 시스템에서 평면 트랜스듀서는 음파를 수렴하기 위해 추가 렌즈가 필요합니다. 구형 볼 구조는 이 요구 사항을 완전히 제거합니다.

물리적 곡률을 사용하여 파동을 안내함으로써 시스템은 소리가 렌즈 재료를 통과할 때 필연적으로 발생하는 에너지 흡수 및 산란을 우회합니다.

렌즈가 없으면 트랜스듀서와 대상 사이의 물리적 장벽이 줄어듭니다.

이는 "더 깨끗한" 전파 경로로 이어져 생성된 음향 에너지의 더 높은 비율이 실제로 초점에 도달하도록 보장합니다.

구형 기하학은 음향파가 빠르게 수렴하도록 합니다.

이를 통해 트랜스듀서는 15mm와 같은 매우 짧은 반경 내에서 높은 음향 이득을 달성할 수 있습니다. 이는 작지만 강력해야 하는 장치에 특히 유리합니다.

기하학적 수렴은 매우 좁은 초점을 생성합니다.

넓은 에너지 흐름 대신 구형 볼은 높고 집중된 미세 영역을 만듭니다. 이를 통해 소스에서 과도한 전력 출력을 요구하지 않고 치료 에너지 수준을 전달할 수 있습니다.

볼 모양의 기계적 정밀도는 특정 피부층을 치료하는 데 이상적입니다.

초점 깊이는 물리적 곡률에 의해 결정되므로 매우 일관적입니다. 이를 통해 의도하지 않은 드리프트 없이 특정 진피 또는 표피층에 에너지가 정확하게 표적화되도록 보장합니다.

미세 초점 영역 생성은 주변 조직의 손상을 최소화합니다.

에너지를 초점에 엄격하게 집중함으로써 이 설계는 표적 영역 위아래의 조직을 보호하는 데 도움이 되며, 이는 미용 및 의료 피부 치료에서 중요합니다.

기하학적 초점 시스템의 주요 한계는 경직성입니다.

초점은 볼의 물리적 모양(예: 15mm 반경)에 의해 결정되므로 초점 깊이가 고정됩니다. 위상 배열 시스템은 전자적으로 빔을 조향할 수 있지만, 구형 볼로 깊이를 변경하려면 일반적으로 트랜스듀서 카트리지를 물리적으로 교체해야 합니다.

구형 집속 볼이 장치에 적합한 아키텍처인지 결정하려면 특정 임상 목표를 고려하십시오.

주요 초점이 에너지 효율인 경우: 이 구조는 음향 렌즈로 인한 감쇠 손실을 제거하므로 우수합니다.
주요 초점이 얕은 조직 정밀도인 경우: 짧은 거리(예: 15mm)에서 미세 초점 영역을 생성하는 능력은 진피 및 표피 표적화에 이상적입니다.

구형 볼은 고정되고 정밀한 깊이에서 높은 강도가 필요한 응용 분야에 대해 강력하고 손실이 적은 솔루션을 제공합니다.

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Tomasz Zawada, Torsten Bove. Strongly Focused HIFU Transducers With Simultaneous Optical Observation for Treatment of Skin at 20 MHz. DOI: 10.1016/j.ultrasmedbio.2022.03.002

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