高強度聚焦，集中「燒死」癌細胞

高強度聚焦超聲 (HIFU) 是一種治療腫瘤的突破性技術。這種非侵入性靶向治療的原則, 就好像通過透鏡聚焦的陽光一樣，使用一個像凸透鏡的超聲換能器將超聲波聚到一個小的焦點地區。

在《應用物理》上發表的文章中，中國多機構研究小組已經開發了一種半封閉，球形空腔感測器作為 HIFU 的潛在應用。HIFU 可以通過超聲波換能器，聚焦超聲能量到一個焦點地區，將電信號轉換成聲波，把腫瘤內溫度提高到超過 65 攝氏度, 殺死細胞，並保證不破壞周圍組織。這個治療精度依賴於超聲波轉換器生成的焦點區域的大小和強度。

球形空腔感測器生成的聚焦區域大小為毫米級波長的 50% 到 70%，更高的強度可以顯著提高 HIFU 對癌症治療的目標。

「由傳統球面凹感測器生成的聚焦區域並不能滿足更加複雜的治療，為了超聲能量發揮最大限度的作用，我們設計了這種新的超聲換能器。」研究小組負責人稱。傳統的聲學模擬方法通常是基於波動方程的數值解。這些方法可以提供聲場的近似模擬, 但不包含物理流動細節, 不能輕易地處理複雜的幾何結構的邊界。「我們正在努力改善高壓下的測量精準度。」

潛在的應用並不局限於 HIFU 治療，它也為模擬複雜的聲學領域提供了全新又具潛力的新工具。

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