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HIFU 水听器
被称为 HIFU（也称为 HITU，即高强度治疗超声）的高强度聚焦超声已成功用于肿瘤治疗等医学应用。世界各地众多研究机构都在研究将极高输出超声用于治疗癌症。前列腺、肝脏、肾脏肿瘤以及胰腺癌的消融（热组织破坏）已经成功，充分证明了这种方法巨大的潜力。高度聚焦的超声场可在治疗区域产生高达 90°C 的温升（热疗），局部发生的空化作用会破坏癌细胞。HIFU 方法的优势主要在于精确性、低侵入性，以及没
有由辐射暴露引起的风险和副作用。为了确保使用HIFU 进行高效且低风险的治疗，需要明确的治疗方案。其前提是对超声场有详尽了解。
因此，有必要尽可能精确地、以高空间分辨率测量HIFU 探头的强度分布。由于主要必须记录高达 100
MPa 的极高声压幅值，传统的薄膜水听器或针式水听器几乎不适合作为测量设备，因为它们会在很短时间内被高强度破坏。因此，GAMPT 公司开发了一种满足这些极端要求的特殊 HIFU 薄膜水听器。该 HIFU 水听器的特点是设计异常坚固，能够承受 HIFU 探头焦点处高达 2,000 W/cm²的声功率级以及在此过程中出现的空化。此外，该水听器具有平坦的传递函数，即使考虑 HIFU 探头高得多的谐波信号成分，其带宽也能满足所有要求。HIFU 水听器的空间分辨率可与高灵敏度宽带水听器相媲美。
描述
与 HIFU 声场测量相关的问题，其主要原因是极高的声辐射压、对材料的热影响以及所产生的空化。这些效应会导致传统超声传感器损坏。得益于特殊设计和各种保护措施，现已开发出一种膜式水听器，即使持续暴露于最大输出的 HIFU 场中也能使用。这是通过采用保护膜和阻尼元件实现的。由于使用了特殊材料，水听器可避免在 HIFU 声场中升温。该 HIFU 水听器配备集成前置放大器，可直接连接示波器。为向水听器供电，配有相应的电源装置。
膜式水听器的传递函数
HIFU水听器必须比传统水听器具有更低的灵敏度。由于HIFU传感器在大多数情况下工作在较低的MHz范围
（1–3 MHz），在6 dB信号变化下具有40 MHz的带宽也足以记录由非线性效应产生的高次谐波信号分量。在关注的频率范围内，HIFU水听器具有平坦的传递函数。此外，如果对水听器进行适当校准，传递函数随频率的变化可以通过开发算法进行补偿。
校准
与 MH-100 系列膜式水听器类似，GAMPT 的 HIFU 水听器也具有小于 300 m 的高空间分辨率。因此，对于高强度聚焦声场，也能识别出局部强度极大值。在癌症治疗中使用 HIFU 场时，这对于靶向治疗方案至关重要，既关系到治疗成效，也关系到患者安全。
测试
HIFU 探头焦点处的测量表明，当受到强烈激励时，正、负声压幅值曲线呈现极强的非线性。正向声压峰值
可达到 100 MPa。由于声辐射压很高，它们会对水听器膜片造成巨大负载。然而，负声压幅值会在内爆阶段引起具有高破坏潜力的空化。
应用
GAMPT 的 HIFU 水听器用于 HIFU 探头开发和生产过程中的表征与质量保证。详细测量声强的局部分布并精确分析声压最大值，是实施低风险治疗方案和成功消融肿瘤的前提。当前国际上正在开展 HIFU 探头安全与治疗相关参数的标准化和公布工作（IEC 62649），这首先要求有合适的测量系统，能够满足 HIFU 领域标准化测量的要求。其次，为确保 HIFU 探头的安全应用，定期进行稳定性测试至关重要。在这方面，GAMPT 公司的 HIFU 水听器可以为确保癌症治疗领域的患者安全做出重要贡献。
配件
有一台单独的电源装置可用于为 HIFU 水听器供电。为了将水听器连接到示波器，可提供合适的宽带直列式网络终端器（50 欧姆）。除 HIFU 水听器外，GAMPT 公司还提供其他产品，用于表征超声探头及其声场。为测量局部强度分布、声束几何形状和焦点尺寸，可提供一套高分辨率三轴扫描系统，并配有相应的测量槽和用于吸声的吸声垫。该扫描仪是为与 HIFU 水听器配合使用而开发的。不过，为了确定时间平均声强，热声传感器也可用于 HIFU 应用领域。
技术参数
声学频率范围: 100 kHz 到 40 MHz
可选校准频率范围: 0.1 MHz 到 40 MHz
典型灵敏度: ~ 5 *10-8 V/Pa @ 5 MHz
最大超声压力 / 最大超声声压: 100 MPa
频率响应: 在 1–40 MHz 范围内，信号容限为 6 dB。
有效直径: < 250 μm
极性: 非反相
输出阻抗： 50 Ohm
膜片 / 振膜: 4,5 μm PVDF 薄膜
外壳尺寸: 130 mm 直径
尺寸30 mm
膜片面积: 40 mm 直径
膜片面积: 正面: 6 mm
信号输出: RG174 电缆 (50 Ohm), BNC 连接器
电源输入 / 功率输入: 3 极二极管连接器 +8..15 V / 接地 / -8..15 V
输入电流: +/- 20 mA
