强聚焦换能器冲击波数值模型

0引言高强度聚焦超声(HIFU)技术作为新兴的非侵入式治疗肿瘤方法得到人们极大的关注[1-2]。非线性声场分布是HIFU治疗中的关键物理参数之一,其对准确的预测和评价治疗效果有着重要的作用。Kamakura等人推导了球壳式大张角换能器在椭球坐标系下的非线性方程(spheroidal beam equation,SBE)[3]。通常,将时域波形进行傅里叶级数展开,然后在频域计算SBE模型,得到声场分布。当声功     

高强度聚焦超声作用下体模组织温度上升研究

为研究高强度聚焦超声(HIFU)作用下组织温度上升规律,建立了高强度聚焦声场和组织温度场有限元仿真模型,并通过体外辐照实验对仿真模型进行了验证。通过仿真对水和组织域中的聚焦声场进行建模,计算吸收声能并将其用作热源以计算组织内的温升。进一步制备仿生物组织凝胶体模,利用热电偶进行HIFU作用下体模组织焦点处的测温。结果表明:该模型可有效预测HIFU治疗时的温度上升,与实验所得温度误差不超过 3℃;体模组织受到超声辐照时温度会立即升高,起初温升速率较快,随着辐照时间延长,温升速率逐渐降低,停止辐照后温度立即下降。     

共聚焦非线性声场的研究

1引言 聚焦换能器可在焦点附近产生很强的非线性并且能有效地提高分辨率,从而被广泛应用于超声医学诊断及非线性超声显微镜中.章东、龚秀芬等基于近轴及准线性近似下的KZK非线性方程[1],利用高斯函数叠加法[2]来近似表示活塞聚焦声源的源分布函数,研究了生物组织样品插入后聚焦换能器的非线性声场,得到二次谐波分量的解析解[3].本文在此基础上进一步研究了在聚焦声场中用另一聚焦换能器接收到的二次谐波分量,并对生物组织样品(猪的肝组织、脂肪组织)插入到焦区后接收到的二次谐波分量与两换能器间距离的关系进行了数值模拟.     

用于肿瘤治疗的高强度聚焦超声换能器及其温度场测量

高强度聚焦超声（HIFU）作为一种具有巨大潜力的、无损的、有效的肿瘤治疗手段,已得到普遍认同。本文介绍了所研制的HIFU治疗系统,对其关键部分高强度聚焦超声换能器的温度场特性,从理论上和实验上进行了深入的研究,并提出了超声声场的理论算法.     

基于近场声全息的聚焦换能器声场测量方法研究

高强度聚焦超声(HIFU)被广泛应用于医疗领域,但聚焦换能器焦点处的声强比较大,直接测量容易造成水听器损坏。为了间接获得焦点处声压,将全息测量面近似等效为声源面,结合空间傅里叶变换算法,提出了一种高测量效率的聚焦换能器声场测量方法。以球面自聚焦换能器为对象,进行声场测量方法的仿真研究和实验验证。结果表明,该方法比积分法推算效率提高了1倍,测量误差保持在有效范围内,该方法可以有效用于聚焦换能器声场测量。     

双频高强度聚焦超声换能器应用研究进展

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)消融实体肿瘤已在临床治疗中展示出良好的应用前景。HIFU消融肿瘤技术由于其使靶区肿瘤组织瞬时升温至60℃以上,产生不可逆性凝固性坏死,同时不影响靶区外正常组织而被广泛应用。目前治疗用超声主要使用单频率高强度聚焦超声,但其临床应用的主要限制是靶区组织消融时间较长,靶区外正常组织损伤风险较大。缩短靶区组织消融时间,对于提高HIFU治疗效率,更好地应用于临床较为关键。在总结HIFU换能器的特性和影响HIFU治疗因素的基础上,综述了应用不同类型的双频HIFU换能器强空化和缩短靶区组织消融时间等方面的研究进展。     

超声红外热像技术中的微裂纹发热数值计算

1引言 近年来,超声红外热像技术作为一种新型无损检测技术[1],引起很大重视,其原理为超声波通过耦合剂输入被检测试件,超声波与缺陷相互作用,声能转化为热能,使缺陷区局部产生附加的温度升高,通过红外热像仪显示缺陷的位置和大小.针对超声引起缺陷区的局部发热机制,目前已提出一些定性解释[1-3].然而,由于求解析解的困难性,到目前为止,局部发热机制仍未得到定量的计算和解释.     

活塞聚焦换能器的二次谐波声场

1　引　言　　研究聚焦换能器的非线性声场是非线性声学中受到关注的问题。这是由于聚焦活塞换能器在焦点附近能产生很强的非线性且圆型活塞聚焦换能器由于能有效地提高分辨率而被广泛应用于超声医学诊断及超声显微镜。对于有限振幅的活塞聚焦声场 ,分析时必须同时考虑衍射效应和非线性波型畸变效应 ,因此在数学分析上相当复杂 ,Lucas等人 [1] 在Parabloic近似下 ,导出了活塞聚焦换能器的基波 ,二次谐波积分型式的解 ,尽管这种解的形式是解析的 ,但由于解的形式是多重积分 ,对于实际的声场分析计算不够方便。由于高斯函数的积分具有相对简…     

圆锥面聚焦换能器的非线性声场

1引言 在用高斯形式表示聚焦声源的简化方法的基础上,本文利用高斯函数叠加来近似表示圆锥面聚焦声源的分布函数,结合Parabolic近似下Helmholtz和LightHill方程,对圆锥面聚焦换能器在损耗媒质中产生的基波、二次谐波卢场进行了理论计算,推导出了圆锥面聚焦声源的声场分布.并且与球面聚焦声源的声场理论分布作了比较,比较结果圆锥面聚焦声场的焦斑比球面声场的狭小,更加有助于在利用聚焦换能器谐波成像的过程中提高分辨率.     

高强度聚焦超声肿瘤治疗系统专项技术研究

本文通过对高强度聚焦超声治疗基本原理介绍,对HY2900聚焦超声肿瘤治疗系统实际工作几项特色专项技术HIFU声场分布参数测量、HIFU温度场测量、三维重建技术中任意方位切面图像浏览及边界轮廓的实现方法等进行讨论,介绍相关技术及方法.