3Dプリントされたポリアミド製ハウジングは、デバイスの音響システムと光学システムを単一の精密機器に統合する、重要な構造インターフェースとして機能します。単なる封じ込めを超えて、水チャンバーや光学チャネルなどの複雑な内部形状を作成することを可能にし、超音波ビームをカメラに直接整列させてリアルタイムの視覚監視を実現します。
コアの要点 ポリアミドを用いた積層造形を活用することで、エンジニアは従来の機械加工では容易に実現できない内部流体および光学経路を統合できます。これにより、超音波の焦点とオペレーターの視線の間の厳密な同軸アライメントが保証され、オペレーターが見ているものがまさに治療しているものであることが保証されます。
エンジニアリングの精度と設計の柔軟性
複雑な内部形状の実現
3Dプリントされたハウジングを使用する主な技術的利点は、複雑な内部構造を単一のユニットとして製造できることです。
標準的な製造方法では、内部の空洞を作成するために複数の部品を組み立てる必要があることがよくあります。3Dプリントにより、ハウジング壁自体内に内部水チャンバーなどの不可欠な機能が直接統合されます。
堅牢な構造サポート
ポリアミドはその材料特性により選択され、繊細な内部コンポーネントに堅牢な構造サポートを提供します。
この剛性は、操作中の電子機器や音響要素を保護するために不可欠です。これにより、臨床環境に固有の振動や取り扱いにさらされても、デバイスは物理的な完全性を維持します。
同軸アライメントの重要な役割
音と映像の同期
ハウジングの最も洗練された機能は、音響主軸と光学観察軸間の高い同軸アライメントを保証することです。
高周波超音波システムでは、エネルギーは特定の点に集中します。ハウジングは、統合された光学チャネルがカメラをこのまったく同じ場所に向けるように設計されています。
リアルタイム精密監視
ハウジングは音響経路と光学経路をアライメントに固定するため、オペレーターは皮膚表面のリアルタイム観察を達成できます。
これにより、ユーザーは超音波の焦点が当たる特定の領域を高精度で表示できます。デバイスの照準に関わる推測作業が排除され、治療が意図した場所に正確に届けられることが保証されます。
設計上の制約の理解
積層造形の必要性
このレベルの統合は、3Dプリントの特定の機能に大きく依存していることを認識することが重要です。
従来の製造方法では、このデバイスに必要な光学チャネルと水チャンバーのシームレスな組み合わせを容易に再現できません。したがって、デバイスの精度は、プリントされたポリアミドの製造公差と本質的に結びついています。
材料の信頼性
ポリアミドは堅牢なサポートを提供しますが、システムの精度は、材料が時間の経過とともに形状を維持することに依存します。
ハウジングの変形は同軸アライメントを損ない、カメラビューを超音波の焦点から切り離します。したがって、材料の選択は耐久性だけでなく、精密治療に必要な幾何学的忠実性を維持することでもあります。
目標に合わせた適切な選択
高周波超音波機器の有用性を最大化するには、ハウジング設計によって可能になるアライメント機能に優先順位を付ける必要があります。
- 主な焦点が機器設計の場合：積層造形技術を優先して、水チャンバーと光学経路をシャーシに直接統合し、組み立てエラーを削減します。
- 主な焦点が臨床応用の場合：検証済みの同軸アライメントを備えたデバイスを選択して、皮膚表面の視覚評価が皮下治療ゾーンと完全に一致することを保証します。
高周波超音波治療の成功は、高度なハウジングジオメトリによって可能になる、ビジョンと音響のシームレスな物理的統合にかかっています。
概要表：
| 特徴 | 超音波機器における役割 | 主な利点 |
|---|---|---|
| ポリアミド材料 | 堅牢な構造シャーシ | 電子機器を保護し、幾何学的忠実性を保証します |
| 3Dプリント技術 | 複雑な内部形状を可能にします | 水チャンバーと光学経路を1つのユニットに統合します |
| 同軸アライメント | 音響軸と光学軸を同期させます | 治療の焦点がカメラビューと一致することを保証します |
| 内部空洞 | ハウジング統合型水チャンバー | 冷却効率を維持しながら設計を簡素化します |
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参考文献
- 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
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Belislaser ナレッジベース .
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