Warum Wird Low-Density Polyethylen (Ldpe)-Folie Für Hifu Verwendet? Meistere Akustische Und Optische Klarheit Bei Medizinischen Geräten

Low-Density Polyethylen (LDPE)-Folie ist das bevorzugte Material für HIFU-Behandlungsfenster, da es zwei konkurrierende technische Anforderungen erfolgreich vereint: akustische Permeabilität und optische Klarheit. Insbesondere bietet es eine nahezu perfekte Transparenz für hochfrequente Ultraschallwellen (20 MHz) und lässt gleichzeitig sichtbares Licht für mikroskopische Bildgebungssysteme durch. Dies ermöglicht es der Folie, die Wasserkammer des Geräts abzudichten, ohne die therapeutische Energie oder das für einen sicheren Betrieb erforderliche visuelle Feedback zu beeinträchtigen.

LDPE wird hauptsächlich wegen seiner doppelten Transparenz ausgewählt: Es lässt hochfrequenten Ultraschall mit vernachlässigbarer Dämpfung durch und ermöglicht gleichzeitig eine klare optische Übertragung für die Echtzeit-Mikroskopie der Hautüberwachung.

Die Physik der Grenzfläche

Akustische Transparenz bei hohen Frequenzen

Die Hauptfunktion des Fensters ist die Energieübertragung. LDPE weist eine außergewöhnliche akustische Transparenz auf, insbesondere im von diesen Geräten verwendeten 20-MHz-Hochfrequenzbereich.

Entscheidend ist, dass das Material praktisch keine Ultraschalldämpfung aufweist. Dies stellt sicher, dass die fokussierte Ultraschallenergie auf das Zielgewebe übertragen wird, ohne von der Grenzfläche selbst absorbiert oder gestreut zu werden.

Ermöglichung der visuellen Überwachung

Über die Akustik hinaus muss das Behandlungsfenster als optisches Portal dienen. LDPE bietet eine ausgezeichnete Transmission von sichtbarem Licht.

Diese optische Qualität ist für integrierte mikroskopische Bildgebungssysteme unerlässlich. Sie ermöglicht es dem Gerät, durch die Folie "hindurchzusehen" und eine klare, ungehinderte Sicht auf die Hautoberfläche zu bieten, um eine präzise Platzierung und Überwachung zu gewährleisten.

Strukturelle Funktionalität

Obwohl seine Transparenzeigenschaften von größter Bedeutung sind, spielt die LDPE-Folie auch eine wichtige strukturelle Rolle. Sie fungiert als Dichtungsmittel für die Wasserkammer im Behandlungskopf.

Sie erhält die Integrität des Systems zur Rückhaltung der Kopplungsflüssigkeit. Doch im Gegensatz zu dickeren oder steiferen Materialien beeinträchtigt sie dabei nicht die Effizienz der akustischen Energieübertragung.

Verständnis von Materialbeschränkungen

Das Gleichgewicht der Dämpfung

Bei Hochfrequenz-Ultraschallanwendungen ist die Materialauswahl unnachgiebig. Jedes Material mit höherer akustischer Impedanz würde zu Signalverlusten oder Wärmeentwicklung an der Grenzfläche führen.

LDPE wird ausgewählt, weil es dieses Risiko minimiert. Es verhindert das "Filtern" therapeutischer Energie, das bei dichteren Polymeren auftreten würde.

Die Notwendigkeit von optischem Feedback

Viele akustisch transparente Materialien sind opak oder trüb. Die Verwendung solcher Materialien würde das integrierte mikroskopische Bildgebungssystem nutzlos machen.

LDPE vermeidet die Notwendigkeit separater akustischer und optischer Fenster. Es vereint diese Funktionen in einer einzigen Schnittstelle, vereinfacht das Gerätedesign und erhält gleichzeitig die Feedbackschleifen.

Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen

Bei der Bewertung von Materialien für akustische Behandlungsschnittstellen sollten Sie Ihre spezifischen Überwachungs- und Lieferanforderungen berücksichtigen.

Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf energetischer Effizienz liegt: Verlassen Sie sich auf LDPE wegen seiner Fähigkeit, 20-MHz-Frequenzen mit vernachlässigbarer Dämpfung zu übertragen und so eine maximale Energieabgabe an das Gewebe zu gewährleisten.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf operativer Präzision liegt: Nutzen Sie die hohe Transmission von sichtbarem Licht von LDPE, um eine kontinuierliche, hochauflösende mikroskopische Beobachtung des Behandlungsbereichs zu ermöglichen.

Durch die Verwendung von LDPE beseitigen Sie effektiv die Barriere zwischen der Energiequelle, dem Überwachungssystem und dem Patienten.

Zusammenfassungstabelle:

Merkmal	Leistungsanforderung	LDPE-Vorteil
Akustische Transparenz	Hochfrequenz- (20 MHz) Übertragung	Vernachlässigbare Dämpfung & Energieverlust
Optische Klarheit	Echtzeit-Mikroskopie-Überwachung	Hohe Transmission von sichtbarem Licht
Strukturelle Integrität	Abdichtung der Wasserkammer	Haltbares, flexibles Dichtungsmittel
Thermische Sicherheit	Minimale Wärmeentwicklung an der Grenzfläche	Niedrige Impedanz verhindert Energieabsorption

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Referenzen

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

Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Belislaser Wissensdatenbank .