开口凹球面聚焦声场分析

高强度聚焦超声（HIFU）治疗局部肿瘤存在聚焦换能器和定位探头同时旋转的问题，考虑到实际工程中必须考虑B超探头的放置对聚焦声场的影响。文章就此进行了研究。结果表明：开口的凹球面会降低焦区声压幅度。随着开孔半径的变大。焦区声压呈下降的趋势，焦区越长，越不利于聚焦；随着开孔位置距轴线的距离变大。焦区声压呈下降的趋势，而焦区的位置变化不大，文章同时对相应的温度场也进行了相关的分析。     

高强度聚焦超声换能器的新型设计

采用高强度聚焦超声（HIFU）治疗局部肿瘤，如何增强对病变区域的辐照效果，而尽量减少对健康区域的辐照损伤是一个很重要的问题。文章基于目前常用的凹球面自聚焦换能器，提出了解决上述问题的方案，设计了新型的换能器，对其工作方式及声场特性进行了研究。结果表明：采用多换能器轮流发射的方式进行治疗是一种行之有效的解决方案。     

超声阵列换能器设计及声场模拟

聚焦超声采用的聚焦方式有许多种,电子聚焦是其中之一,与其它聚焦方式相比,电子聚焦技术有很多优点,然而一些相互矛盾的条件对其设计有很大影响。通过用快速算法对阵元声场、以及频率对场的影响进行模拟,对阵列设计中的几个主要考虑方面进行了分析,提供了一般设计思路。采用伪逆矩阵算法,对变迹技术和多焦点技术进行计算机模拟,为焦域控制提供了新的思路,结果表明：将电子聚焦阵列换能器用于高强度聚焦超声治疗设备,比其它     

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…     

超声换能器声场的理论分析

本文对超换能器时域、频域声场及它们之间的关系进行了分析，从理论上说明二者间由傅低变换相联系。     

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...     

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。     

圆台型自聚焦超声压电换能器研究

对圆台型自聚焦超声压电换能器辐射声场分布进行了数值计算,分析了圆台换能器几何参数小端半径b、大端半径a以及高度h对轴向声场以及焦平面声场分布的影响。结果表明:圆台型自聚焦超声换能器轴向声场为振荡分布,声强平均值较高,存在一组最佳参数对应于最佳的聚焦效果,而径向声场分布比较均匀,焦平面有效半径小,受参数影响较小。     

超声换能器时域脉冲声场的自动测量

本文利用已建立的脉冲超声自动测量系统，对超声换能器时域脉冲声场的分布进行了测量。实验结果表明，时域脉冲声场完全不同于频域场，其性质更为复杂，文中对所测结果进行了分析。     

高强度聚焦超声作用下的组织温度场测量技术的研究进展

高强度聚焦超声是近年来兴起的一种肿瘤无创治疗新技术,而温度监控是该治疗的关键,故温度场检测成为超声医学工程学研究的热点。该测量方法中的有损测温对实验操作要求较高,且易引起肿瘤细胞的转移;无损测温方法包括超声、微波辐射、电阻抗成像和MRI(磁共振)等,文章对这些新技术的优点和局限性作出综述。     

A4 负载条件下功率换能器的特性研究

本文给出３种换能器系统在，有一定输入功率负载条件下输入电阻抗，电声效率的频率特性在某一工作频率处的功率特性，并与线性理论结果的趋势相一致，对大功率超声换能器的应用有一定指导意义。     

A4负载条件下功率换能器的特性研究

本文给出３种换能器系统在有、有一定输入功率负载条件下输入电阻抗、电声效率的频率特性，在某一工作频率处的功率特性，并与线性理论结果的趋势相一致，对大功率超声换能器的应用有一定指导意义     

Image‐guided navigation of single‐element focused ultrasound transducer

The spatial specificity and controllability of focused ultrasound (FUS), in addition to its ability to modify the excitability of neural tissue, allows for the selective and reversible neuromodulation of the brain function, with great potential in neurotherapeutics. Intraoperative magnetic resonance imaging (MRI) guidance has limitations due to its complicated examination logistics, such as fixation through skull screws to mount the stereotactic frame, simultaneous sonication in the MRI environment, and restrictions in choosing MR‐compatible materials. To overcome these limitations, an image‐guidance system based on optical tracking and preoperative imaging data is developed, separating the imaging acquisition for guidance and sonication procedure for treatment. Techniques to define the local coordinates of the focal point of sonication are presented. First, mechanical calibration detects the concentric rotational motion of a rigid‐body optical tracker, attached to a straight rod mimicking the sonication path, pivoted at the virtual FUS focus. The spatial error presented in the mechanical calibration was compensated further by MRI‐based calibration, which estimates the spatial offset between the navigated focal point and the ground‐truth location of the sonication focus obtained from a temperature‐sensitive MR sequence. MRI‐based calibration offered a significant decrease in spatial errors (1.9 ± 0.8 mm; 57% reduction) compared to the mechanical calibration method alone (4.4 ± 0.9 mm). Using the presented method, pulse‐mode FUS was applied to the motor area of the rat brain, and successfully stimulated the motor cortex. The presented techniques can be readily adapted for the transcranial application of FUS to intact human brain. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 22, 177–184, 2012     

用于高强度聚焦超声热消融的PAA模块:模块的制作及声学参数的测量

目的研制一种透明的用于高强度聚焦超声热消融的PAA模块,并对其声学参数进行测量。方法观察模块浓度的不同所致颜色与透明度的变化,并对PAA模块的声学特性包括密度、声速及声衰减进行测量。结果(1)PAA模块为透明的琥珀色,蛋白浓度越高,颜色越深,透明度越低。(2)PAA模块的密度与水相近,为1.0250g/cm3至1.0617g/cm3。声速与模块浓度之间有明显的相关性。声衰减从0.125dB/cm至0.329dB/cm,随着模块密度与探头频率的增加而增加。结论PAA模块是一种较好的用于高强度聚焦超声热消融的均质仿体,实验结果有较好的重复性。     

微探头导管超声换能器声束前向扫描改进的研究

将常规微探头导管侧向90#扫描声束的换能器改制,评价导管前方探测病变的可行性。将侧向90#的微探头换能器改成扫描声束前向45#或30#。通过声场测量设备和实验验证前向角度的准确性。换能器晶片发射声束前向30#的改制获得成功。改制后探头的阻抗、指向性等主要的声学物理量与改制前没有明显变化。在输尿管内,与常规扫描声束侧向90#的探头相比,大约可前向延伸探测2.8mm￣3.4mm的区域,扫描声束可以越过导管探头前端的金属盲端。从而可以观察到导管前方一定区域的病变,初步解决了输尿管狭窄和肾脏上盏内部分盲区用导管超声探测的难点。     

高强度聚焦超声损伤兔肌肉组织的超声影像学变化的初步研究

探讨高强度聚焦超声损伤兔肌肉组织的超声图像变化。采用高强度聚焦超声经皮照射20只新西兰大白兔双侧后肢肌肉,其中18只于照射前1d、照射后10min、照射后1d,3d,7d,14d,21d,28d进行二维超声、彩色多普勒和能量多普勒超声检查,并于照射后28天处死后测量凝固灶大小。另2只分别于照射后1d及照射后50d解剖,行病理学检查。(1)HIFU照射后凝固灶外周可见强回声带至低回声带的演变过程。(2)HIFU照射后第1d,测量的凝固灶体积最大(1476.59±308.64mm3),第3d～第21d,凝固灶体积逐渐缩小(612.47±127.98mm3)。第28d凝固灶体积最小(343.29±54.79mm3)。超声检查在兔肌肉组织HIFU照射后的随访中发挥了重要的作用,为监测HIFU治疗人体软组织肿瘤超声图像的变化提供了实验依据。     

超声换能器表面振动和声场测量及其与经典超声换能器的仿真比较

超声换能器广泛应用于声学测量,其工作性能主要取决于它的振动与声特征。然而,多数研究中的换能器被认为是经典的活塞或高斯型,经典与常用的真实换能器之间的差异容易被忽视。基于此,首先用激光测振和传声器测声方法测量了某厂家换能器产品的表面振动与声场特征。然后设计有限元方案,分别仿真经典与真实换能器的声场。最后从辐射面振速分布、声场声压和相关系数等方面,综合比较经典与真实超声换能器之间振动与声场的异同。结果表明,换能器间的辐射面振速分布差别明显,所研究的真实换能器的声场特征接近于活塞,而与高斯型差别较大。