Hifu에 저밀도 폴리에틸렌(Ldpe) 필름이 사용되는 이유는 무엇인가요? 의료 기기의 음향 및 광학 선명도 마스터하기

저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름은 선택되는 재료입니다. HIFU 치료 창에 사용되는 이유는 두 가지 상반된 엔지니어링 요구 사항, 즉 음향 투과성과 광학 선명도를 성공적으로 충족시키기 때문입니다. 특히, 20MHz의 고주파 초음파에 대해 거의 완벽한 투명도를 제공하는 동시에 현미경 이미징 시스템을 위한 가시광선 투과도 가능하게 합니다. 이를 통해 필름은 치료 에너지나 안전한 작동에 필요한 시각적 피드백을 방해하지 않고 장치의 수실을 밀봉할 수 있습니다.

LDPE는 주로 이중 투명성 때문에 선택됩니다. 고주파 초음파가 거의 감쇠 없이 통과하도록 하면서도 실시간 현미경 피부 모니터링을 위한 선명한 광학 투과를 가능하게 합니다.

인터페이스의 물리학

고주파에서의 음향 투명도

창의 주요 기능은 에너지 전달을 용이하게 하는 것입니다. LDPE는 특히 이러한 장치에서 사용되는 20MHz 고주파 범위에서 탁월한 음향 투명도를 보여줍니다.

중요하게도, 이 재료는 거의 초음파 감쇠가 없습니다. 이는 집속된 초음파 에너지가 인터페이스 자체에 의해 흡수되거나 산란되지 않고 표적 조직에 전달되도록 보장합니다.

시각적 모니터링 활성화

음향 외에도 치료 창은 광학 포털 역할을 해야 합니다. LDPE는 우수한 가시광선 투과율을 제공합니다.

이러한 광학 품질은 통합 현미경 이미징 시스템에 필수적입니다. 장치가 필름을 통해 "볼 수 있도록" 하여 피부 표면을 명확하고 방해받지 않는 시야를 제공하여 정확한 배치와 모니터링을 보장합니다.

구조적 기능성

투과 특성이 가장 중요하지만, LDPE 필름은 중요한 구조적 역할도 합니다. 치료 헤드 내부의 수실을 위한 밀봉 매체 역할을 합니다.

커플링 유체 격납 시스템의 무결성을 유지합니다. 그러나 더 두껍거나 더 단단한 재료와 달리 음향 에너지 전달의 효율성을 손상시키지 않으면서 이를 수행합니다.

재료 제약 이해

감쇠의 균형

고주파 초음파 응용 분야에서 재료 선택은 용납되지 않습니다. 더 높은 음향 임피던스를 가진 재료는 인터페이스에서 신호 손실이나 열 발생을 초래할 것입니다.

LDPE는 이 위험을 최소화하기 때문에 선택됩니다. 더 밀집된 폴리머에서 발생할 수 있는 치료 에너지의 "필터링"을 방지합니다.

광학 피드백의 필요성

음향적으로 투명한 많은 재료는 불투명하거나 흐릿합니다. 이러한 재료를 사용하면 통합 현미경 이미징 시스템이 쓸모없게 됩니다.

LDPE는 별도의 음향 및 광학 창의 필요성을 방지합니다. 이러한 기능을 단일 인터페이스로 통합하여 장치 설계를 단순화하면서 피드백 루프를 유지합니다.

목표에 맞는 올바른 선택하기

음향 치료 인터페이스에 대한 재료를 평가할 때 특정 모니터링 및 전달 요구 사항을 고려하십시오.

에너지 효율이 주요 초점이라면: LDPE를 사용하여 20MHz 주파수를 거의 감쇠 없이 전달하여 조직에 최대 전력 전달을 보장합니다.
운영 정밀도가 주요 초점이라면: LDPE의 높은 가시광선 투과율을 활용하여 치료 영역의 지속적이고 고해상도 현미경 관찰을 가능하게 합니다.

LDPE를 사용하면 에너지 소스, 모니터링 시스템 및 환자 간의 장벽을 효과적으로 제거할 수 있습니다.

요약 표:

기능	성능 요구 사항	LDPE 장점
음향 투명도	고주파(20MHz) 전송	무시할 수 있는 감쇠 및 에너지 손실
광학 선명도	실시간 현미경 모니터링	높은 가시광선 투과율
구조적 무결성	수실 격납	내구성 있고 유연한 밀봉 매체
열 안전성	인터페이스에서의 최소 열 발생	낮은 임피던스는 에너지 흡수를 방지합니다

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참고문헌

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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