变厚度聚焦换能器对声焦域轴向长度影响的研究

针对不同厚度的病变组织,改变声焦域轴向长度能提高高强度聚焦超声在临床治疗过程中的安全性和有效性。基于多频超声波叠加原理,该文提出了变厚度(多频)聚焦换能器,并设计了两种类型变厚度聚焦换能器。根据瑞利积分法推导了变厚度聚焦换能器声场,计算和分析了变厚度聚焦换能器的声焦域轴向长度,并与等厚度(单频)聚焦换能器声焦域轴向长度进行对比。结果显示,变厚度聚焦换能器中心到边缘的厚度变化趋势与声焦域轴向长度变化相关,中间薄两边厚换能器声焦域轴向长度缩短,中间厚两边薄换能器声焦域轴向长度变长,且实验验证了理论的正确性。研究结果可为变厚度聚焦换能器声场研究和高强度聚焦超声的临床治疗提供参考。

基于瑞利积分叠加法的聚焦换能器声场特性研究

基于经典的瑞利积分,提出考虑非线性传播、各次谐波衰减的声场瑞利积分线性叠加算法.分析其原理,并以凹球面聚焦换能器为例,采用该算法研究媒质衰减和非线性传播特性影响声焦域的规律.并与Khokhov-Zabolotskaya-Kuznesov(KZK)数值算法,以及实验结果进行比较,验证瑞利积分线性叠加算法描述高强度聚焦超声(HIFU)声场的有效性.

HIFU治疗中媒质特性对声聚焦影响的研究

目的:研究声衰减系数、声速、温度等媒质参数对声聚焦的影响。方法:用瑞利积分对凹球面自聚焦超声换能器进行声场模拟。结果及结论:媒质的特性参数不同,聚焦表现不同的特点。声衰减系数增大,焦斑向声源靠近,且焦斑缩短;声速越大,焦距越小,但焦区最大声压升高,焦斑的面积增大;温度变化不大时对声聚焦的影响不明显。

超声热疗中媒质特性对声聚焦的影响

以凹球面自聚焦超声换能器为例,用瑞利积分进行数值模拟计算,研究声衰减、声速、温度等参数对声聚焦的影响,并对不同生物组织中声聚焦的特点进行了比较.研究表明,不同的媒质的特性参数聚焦表现出不同的特点.声衰减系数增大,则焦斑向声源靠近且焦斑缩短;声速越大,则焦距越小,但焦域最大声压值升高,焦斑的面积增大;温度变化不大时,对声聚焦的影响不明显.

Research on the positioning problem in HIFU surgery platform application

For describing the positioning process of High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Surgery Platform in the application in tumor treatment, a simplified representation of the shape and location of the positioning target tumor in the workspace of the platform by the Positioning Volume Ellipsoid is designed; and the Nearest Neighbor Search method is used to find the closest center point of the simplified ellipsoid tumor model in a selected patient body surface point set determined by the motion parameter of the platform. By the query result the goal positioning path configuration and an intermediate positioning path configuration for the positioning motion are determined for the positioning motion planning. Three new criterions using distance change between Positioning Volume Ellipsoid and the Ultrasound Focus Ellipsoid are proposed to evaluate the result of the whole positioning procedure.

用于超声针灸的声换能器设计

超声针灸作为一门新兴的针灸手段,其关键之处则在于声换能器的能量输出能否分布在一个较均匀的范围内,以实现对穴位的有效刺击。为了使得超声换能器的能量输出能够达到超声针灸所需要的能量输出模式,本研究通过分环组合的方法,分别对超声换能器的各个组成单元施加不同的聚焦半径和面积,并利用计算机仿真了多种不同的组合模式,最终使得超声换能器的焦域较长并且能量分布均匀。这种分环组合的方法能够对超声换能器的能量输出实现较有效的调控,通过分环的方法所设计的超声换能器能够很好的满足超声针灸的需要。