高強(qiáng)度聚焦超聲聲場(chǎng)的仿真與測(cè)量.pdf

1、高強(qiáng)度聚焦超聲（High Intensity Focused Ultrasound，HIFU）是近年來(lái)發(fā)展較快的無(wú)創(chuàng)腫瘤治療技術(shù)，其中聲場(chǎng)焦域的準(zhǔn)確測(cè)量與仿真是提高HIFU治療安全性的關(guān)鍵部分。 在聲場(chǎng)仿真方面，本文針對(duì)目前對(duì)HIFU聲場(chǎng)仿真方法中無(wú)法對(duì)不規(guī)則界面進(jìn)行仿真的缺點(diǎn)，提出了利用一種新的方法點(diǎn)聲源法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，并在相同條件下，用點(diǎn)聲源法和瑞利積分法分別計(jì)算圓形活塞聲源在脫氣水中的聲場(chǎng)。通過(guò)對(duì)結(jié)果作比較，驗(yàn)證了該法的

2、可行性。 在聲場(chǎng)測(cè)量方面的控制模塊中，當(dāng)前HIFU超聲聲場(chǎng)測(cè)量分布式測(cè)量系統(tǒng)中，采用示波器作為數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)姆桨福捎谑静ㄆ魈幚淼母哳l信號(hào)數(shù)據(jù)量大，使得該方案在測(cè)量聲場(chǎng)時(shí)不能在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)均勻采樣，且由于測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量工作量大，不能保證測(cè)量過(guò)程中采集的信號(hào)的穩(wěn)定性。針對(duì)這些缺點(diǎn)和不足，本文改進(jìn)了用于高強(qiáng)度聚焦超聲聲場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)采集控制裝置，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制裝置將步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制、A/D轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳輸模塊集成在一塊電路板

3、上，同時(shí)還增加了信號(hào)預(yù)處理模塊和限位器監(jiān)測(cè)模塊。在解決了示波器處理的數(shù)據(jù)量大、信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性問(wèn)題的同時(shí)，還簡(jiǎn)化了測(cè)量系統(tǒng)，降低了成本。并且具有采樣速度快，系統(tǒng)穩(wěn)定，實(shí)施簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。在聲場(chǎng)測(cè)量方面的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，本文提出了通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)四腳的高度來(lái)達(dá)到機(jī)械結(jié)構(gòu)的絕對(duì)水平狀態(tài)，從而達(dá)到簡(jiǎn)化水聽(tīng)器調(diào)節(jié)方式的目的。同時(shí)依據(jù)實(shí)際聲場(chǎng)測(cè)量的情況，減少了Z軸的電機(jī)控制，達(dá)到了簡(jiǎn)化測(cè)量系統(tǒng)的目的。該系統(tǒng)已經(jīng)初步在HIFU的聲場(chǎng)測(cè)量中應(yīng)用，