基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法，包括以下步骤：S1：在刚性半球体上随机设计第一个阵元中心坐标位置；S2：在相邻阵元中心间距不小于18mm的条件下，选取最近阵元作为下一阵元中心坐标位置，然后按上述步骤依次设计其他各阵元，直至阵元数为256个；S3：激励全部256个阵元经颅聚焦，数值仿真其在三维空间x、y和z方向形成的温度场，确定换能器的安全可调控范围；S4：选取换能器的部分阵元激励，使换能器的安全可调控聚焦范围扩大。本发明专利技术避免了经颅脑神经系统疾病治疗过程中出现的颅骨烫伤，且在大开口半球形换能器中实现了小开口非半球形换能器聚焦，扩大了焦域调控范围，提高了换能器的经颅聚焦性能。

A focal region control method based on 256 array element hemispherical phased array ultrasonic transducer

【技术实现步骤摘要】
基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法
本专利技术涉及高强度聚焦超声
，具体是一种基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法。
技术介绍
脑肿瘤为脑神经系统疾病之一，现已成为危害人类生命健康的重大疾病，常规的外科手术切除、放射治疗和化学药物治疗等临床治疗手段存在风险大、副作用大且由于血脑屏障使大分子药物无法进入脑组织等不足之处，癫痫、神经痛和震颤等神经系统疾病同样存在外科手术的风险，而具有非侵入性和可重复施治等特点的高强度聚焦超声(HIFU)是具有脑神经系统疾病临床治疗应用前景的技术之一。HIFU经颅治疗这些疾病的过程中，由于颅骨与周围脑组织声学特性差异较大，声波在经颅传播时易发生相位畸变和幅值衰减，从而出现颅骨处能量沉积而损伤颅骨及周边组织、焦域处能量不足而无法致死病变组织等问题，半球形相控换能器能够最大化覆盖颅骨表面，降低颅骨单位面积上的能量，从而避免颅骨处能量沉积，提升焦域处温升，使脑神经系统疾病治疗成为可能。但由于其焦域可调控范围较小，目前在HIFU经颅治疗脑神经系统疾病的应用中受到了限制。非半球形凹球面换能器的焦域可调控范围较大，但当设定目标焦点位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在256阵元半球形相控阵超声换能器上按以下公式随机设计第一个阵元中心坐标位置，θ(i)＝π·rand(1,1)………………………………………………(1)，

【技术特征摘要】
1.一种基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在256阵元半球形相控阵超声换能器上按以下公式随机设计第一个阵元中心坐标位置，θ(i)＝π·rand(1,1)………………………………………………(1)，z(i)＝Ro·cos(θ(i))………………………………………………(5)，其中，θ(i)为球面上一点i和球心的连线与z轴正方向的夹角，为球面上一点i在xoy平面上的投影点i’和球心的连线沿顺时针旋转直至与正x轴重合转过的角度，Ro为半球形换能器的开口半径，x(i)、y(i)和z(i)分别为球面上一点i的三维直角坐标；S2：在相邻阵元中心间距不小于18mm的条件下，选取最近阵元作为下一阵元中心坐标位置，然后按步骤S1中公式(1)-(5)依次设计其它各阵元，直至阵元数为256个；S3：激励全部256个阵元经颅聚焦，激励信号为其中，为阵元i的初始相位，P0为换能器输入声压幅值，数值仿真其在三维空间x、y和z方向形成的温度场，确定换能器的安全调控范围；S4：选取换能器的部分阵元激励，在η倍输入功率的条件下经颅聚焦，激励信号为调控换能器的安...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅喜岐，吴世敬，赵梦娟，
申请(专利权)人：天津医科大学，
类型：发明
国别省市：天津,12