High-Power Ultrasound Phased Arrays for Medical Applications - 9781633216150

Skoncentrowana ultrasonografia o wysokiej intensywności (HIFU) to coraz popularniejsze narzędzie fizyczne o szerokim spektrum zastosowań w medycynie. Jednym z czynników napędzających ten postęp jest rozwój ultradźwiękowych układów fazowanych, które choć są bardziej złożone i kosztowne niż tradycyjne przetworniki z pojedynczą misą stosowane we wcześniejszych badaniach, umożliwiają elektronicznie sterowane dynamiczne ogniskowanie. Takie systemy nie tylko sterują pojedynczym ogniskiem bez ruchu samego układu, ale mogą również generować kilka ognisk jednocześnie i tworzyć obszary ogniskowe o złożonych konfiguracjach. Niniejsza książka dotyczy projektowania, badań i rozwoju oraz zastosowań medycznych zarówno stosunkowo małych zestawów HIFU, które można wprowadzać do jam ciała (tzw. zestawów liniowych), jak i większych dwuwymiarowych zestawów do użytku pozaustrojowego. Kluczową kwestią bezpieczeństwa przy projektowaniu tych układów jest zapewnienie, że tylko docelowa tkanka jest narażona na wysoki poziom natężenia dźwięku i w związku z tym w tej książce podkreślono zalety projektów obejmujących randomizację przestrzenną elementów układu w celu zmniejszenia poziomu potencjalnie niebezpiecznego płaty tarcia. W szczególności omówiono układy fazowane o losowym rozkładzie elementów i porównano je z układami regularnymi oraz przedstawiono metody obliczania pól ultradźwiękowych generowanych przez różne układy fazowane, w tym generowanie wielu jednoczesnych ognisk i obszarów ognisk o złożonych kształtach geometrycznych. Zawarto szczegółowe omówienie wpływu wymiarów, liczby i kształtu poszczególnych elementów, błędów ustawienia fazy na elementach oraz modulacji częstotliwościowej sygnału na jakość rozkładów natężenia wytwarzanych przez układy losowe.