La configuración de una cámara de transductor HIFU está diseñada para resolver desafíos acústicos y térmicos específicos. Es necesario llenar la cámara con agua desionizada para crear un medio puro y no conductor que coincida con las propiedades acústicas del tejido humano y, al mismo tiempo, enfríe la electrónica interna del dispositivo. La película de polietileno (PE) se requiere para sellar este entorno líquido porque es acústicamente transparente, lo que permite que las ondas de alta intensidad pasen al paciente sin distorsión ni pérdida de energía.
Conclusión principal Este diseño optimiza la transferencia de energía acústica mientras protege tanto el equipo como al paciente. El agua desionizada actúa como un estabilizador térmico y un adaptador de impedancia, mientras que la película de PE sirve como una barrera invisible para el ultrasonido, asegurando que el haz enfocado permanezca preciso y efectivo.
El papel fundamental del agua desionizada
Maximización de la transmisión acústica
El objetivo principal de un dispositivo de ultrasonido enfocado de alta intensidad (HIFU) es transferir energía del transductor al cuerpo con una pérdida mínima. Se utiliza agua desionizada porque su impedancia acústica coincide estrechamente con la del tejido humano.
Esta adaptación de impedancia es vital para minimizar las pérdidas por reflexión en la interfaz entre el dispositivo y la piel. Si el medio dentro del transductor difiriera significativamente de la densidad del tejido, gran parte de la energía se reflejaría en lugar de penetrar en el área objetivo.
Garantía de seguridad eléctrica
Los transductores HIFU funcionan utilizando componentes electrónicos de alto voltaje, específicamente elementos PZT (piezoeléctricos). El agua normal contiene minerales e iones que conducen electricidad, lo que representa un grave riesgo de cortocircuito del dispositivo.
El agua desionizada no es conductora. Al eliminar iones e impurezas, el agua crea un entorno dieléctrico seguro que previene arcos eléctricos, asegurando que el dispositivo funcione de manera segura incluso mientras los componentes sumergidos están activos.
Regulación y estabilidad térmica
La generación de ondas acústicas de alta frecuencia produce un calor significativo dentro de los elementos PZT. Sin enfriamiento activo, estos elementos se sobrecalentarían, lo que provocaría una degradación del rendimiento o una falla.
El agua desionizada circulante actúa como un refrigerante altamente eficiente. Al disipar este calor, el agua mantiene la estabilidad del haz acústico, asegurando que la entrega de energía siga siendo uniforme y predecible durante todo el tratamiento.
La función de la película de polietileno (PE)
Transparencia acústica
Para que la energía salga de la cámara de agua y llegue al paciente, el material de sellado debe ser efectivamente invisible para las ondas sonoras. Se utiliza película de polietileno (PE) porque es acústicamente transparente.
Esta propiedad asegura que la película no absorba ni refleje las ondas ultrasónicas. Permite que la energía enfocada se proyecte hacia la piel sin interferencias, preservando la forma e intensidad previstas del haz.
Contención duradera
La cámara requiere un sello que sea lo suficientemente robusto para contener el agua pero lo suficientemente flexible para adaptarse al área de tratamiento. La película de PE proporciona una barrera duradera y a prueba de fugas.
Mantiene la integridad de la cámara de agua, evitando la entrada de burbujas de aire. El aire es el enemigo de la propagación de ultrasonido; incluso las burbujas microscópicas pueden dispersar el haz e interrumpir el tratamiento.
Comprensión de las compensaciones operativas
El riesgo de impurezas
Si bien el agua desionizada es el medio ideal, su pureza no es permanente. Con el tiempo, los materiales dentro de la cámara pueden lixiviar iones en el agua, aumentando lentamente la conductividad.
Si la calidad del agua se degrada, aumenta el riesgo de fallas eléctricas. Además, las impurezas pueden crear dispersión acústica, lo que reduce la precisión del punto focal y potencialmente altera el perfil de seguridad del tratamiento.
Degradación del material
La película de PE se enfrenta a un estrés constante debido a las vibraciones de alta frecuencia y las fluctuaciones térmicas. Aunque es duradera, no es indestructible.
Si la película se degrada o se arruga, puede causar una acumulación de energía en la superficie de la piel. Esto compromete la función de "asistencia de seguridad" de la forma del haz, lo que podría provocar quemaduras epidérmicas en lugar de un tratamiento de tejido profundo.
Garantía de rendimiento y seguridad
Para maximizar la eficacia y la vida útil del equipo HIFU, los operadores deben priorizar la integridad de estos consumibles.
- Si su principal prioridad es la seguridad del equipo: Verifique regularmente la resistividad del agua de enfriamiento para garantizar que permanezca no conductora y proteja los elementos PZT.
- Si su principal prioridad es la comodidad del paciente: Inspeccione la superficie de la película de PE antes de cada uso; cualquier burbuja o arruga puede distorsionar el haz y aumentar la sensación de calor en la superficie.
- Si su principal prioridad es la eficacia del tratamiento: Asegúrese de que el sistema de circulación de agua funcione correctamente para mantener la estabilidad térmica y la uniformidad del haz.
La sinergia entre el agua desionizada y la película de PE es la base de una entrega de energía HIFU segura y consistente.
Tabla resumen:
| Componente | Función principal | Por qué es crítico |
|---|---|---|
| Agua desionizada | Adaptación de impedancia | Coincide con la densidad del tejido humano para minimizar la reflexión de energía. |
| Agua desionizada | Enfriamiento térmico | Disipa el calor de los elementos PZT para prevenir fallas del dispositivo. |
| Agua desionizada | Aislamiento eléctrico | Las propiedades no conductoras previenen cortocircuitos y arcos. |
| Película de PE | Transparencia acústica | Permite que las ondas ultrasónicas pasen sin pérdida de energía. |
| Película de PE | Contención de líquidos | Sella la cámara para evitar burbujas de aire que dispersan el haz. |
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Referencias
- 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 artículo también se basa en información técnica de Belislaser Base de Conocimientos .
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