A configuração de uma câmara de transdutor HIFU é projetada para resolver desafios acústicos e térmicos específicos. É necessário preencher a câmara com água deionizada para criar um meio puro e não condutor que corresponda às propriedades acústicas do tecido humano, ao mesmo tempo em que resfria a eletrônica interna do dispositivo. O filme de polietileno (PE) é necessário para selar esse ambiente líquido porque é acusticamente transparente, permitindo que ondas de alta intensidade passem para o paciente sem distorção ou perda de energia.
Ponto Principal Este design otimiza a transferência de energia acústica, protegendo tanto o equipamento quanto o paciente. A água deionizada atua como um estabilizador térmico e um adaptador de impedância, enquanto o filme de PE serve como uma barreira invisível ao ultrassom, garantindo que o feixe focado permaneça preciso e eficaz.
O Papel Crítico da Água Deionizada
Maximizando a Transmissão Acústica
O objetivo principal de um dispositivo de Ultrassom Focado de Alta Intensidade (HIFU) é transferir energia do transdutor para o corpo com perda mínima. A água deionizada é usada porque sua impedância acústica corresponde de perto à do tecido humano.
Essa correspondência de impedância é vital para minimizar as perdas por reflexão na interface entre o dispositivo e a pele. Se o meio dentro do transdutor diferisse significativamente da densidade do tecido, grande parte da energia seria refletida em vez de penetrar na área alvo.
Garantindo a Segurança Elétrica
Os transdutores HIFU operam usando componentes eletrônicos de alta voltagem, especificamente elementos PZT (piezoelétricos). A água comum contém minerais e íons que conduzem eletricidade, o que representa um risco grave de curto-circuito no dispositivo.
A água deionizada não é condutora. Ao remover íons e impurezas, a água cria um ambiente dielétrico seguro que impede arcos elétricos, garantindo que o dispositivo opere com segurança mesmo enquanto os componentes submersos estão ativos.
Regulação e Estabilidade Térmica
A geração de ondas acústicas de alta frequência produz calor significativo nos elementos PZT. Sem resfriamento ativo, esses elementos superaqueceriam, levando à degradação do desempenho ou falha.
A água deionizada circulante atua como um refrigerante altamente eficiente. Ao dissipar esse calor, a água mantém a estabilidade do feixe acústico, garantindo que a entrega de energia permaneça uniforme e previsível durante todo o tratamento.
A Função do Filme de Polietileno (PE)
Transparência Acústica
Para que a energia saia da câmara de água e entre no paciente, o material de vedação deve ser efetivamente invisível às ondas sonoras. O filme de polietileno (PE) é utilizado porque é acusticamente transparente.
Essa propriedade garante que o filme não absorva nem reflita as ondas de ultrassom. Ele permite que a energia focada se projete em direção à pele sem interferência, preservando a forma e a intensidade pretendidas do feixe.
Contenção Durável
A câmara requer uma vedação que seja robusta o suficiente para conter a água, mas flexível o suficiente para se conformar à área de tratamento. O filme de PE fornece uma barreira durável e à prova de vazamentos.
Ele mantém a integridade da câmara de água, evitando a entrada de bolhas de ar. O ar é o inimigo da propagação do ultrassom; mesmo bolhas microscópicas podem espalhar o feixe e interromper o tratamento.
Compreendendo os Compromissos Operacionais
O Risco de Impurezas
Embora a água deionizada seja o meio ideal, sua pureza não é permanente. Com o tempo, materiais dentro da câmara podem liberar íons na água, aumentando lentamente a condutividade.
Se a qualidade da água se degradar, o risco de falhas elétricas aumenta. Além disso, impurezas podem criar dispersão acústica, reduzindo a precisão do ponto focal e potencialmente alterando o perfil de segurança do tratamento.
Degradação do Material
O filme de PE enfrenta estresse constante de vibrações de alta frequência e flutuações térmicas. Embora durável, não é indestrutível.
Se o filme degradar ou enrugar, ele pode causar acúmulo de energia na superfície da pele. Isso compromete a função de "assistência de segurança" da forma do feixe, potencialmente levando a queimaduras epidérmicas em vez de tratamento de tecidos profundos.
Garantindo Desempenho e Segurança
Para maximizar a eficácia e a vida útil do equipamento HIFU, os operadores devem priorizar a integridade desses consumíveis.
- Se seu foco principal é a Segurança do Equipamento: Verifique regularmente a resistividade da água de resfriamento para garantir que ela permaneça não condutora e proteja os elementos PZT.
- Se seu foco principal é o Conforto do Paciente: Inspecione a superfície do filme de PE antes de cada uso; quaisquer bolhas ou rugas podem distorcer o feixe e aumentar a sensação de calor na superfície.
- Se seu foco principal é a Eficácia do Tratamento: Garanta que o sistema de circulação de água esteja funcionando corretamente para manter a estabilidade térmica e a uniformidade do feixe.
A sinergia entre a água deionizada e o filme de PE é a base para uma entrega de energia HIFU segura e consistente.
Tabela Resumo:
| Componente | Função Principal | Por que é Crítico |
|---|---|---|
| Água Deionizada | Correspondência de Impedância | Corresponde à densidade do tecido humano para minimizar a reflexão de energia. |
| Água Deionizada | Resfriamento Térmico | Dissipa o calor dos elementos PZT para evitar falha do dispositivo. |
| Água Deionizada | Isolamento Elétrico | Propriedades não condutoras evitam curtos-circuitos e arcos. |
| Filme de PE | Transparência Acústica | Permite que as ondas de ultrassom passem sem perda de energia. |
| Filme de PE | Contenção de Líquido | Sela a câmara para evitar bolhas de ar que dispersam o feixe. |
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Referências
- Jacek Calik, Natalia Sauer. Healing Process after High-Intensity Focused Ultrasound Treatment of Benign Skin Lesions: Dermoscopic Analysis and Treatment Guidelines. DOI: 10.3390/jcm13040931
Este artigo também se baseia em informações técnicas de Belislaser Base de Conhecimento .
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