基于霍爾效應電刺激方法的仿真和實驗研究.pdf

1、基于霍爾效應的電刺激方法將聲能轉(zhuǎn)化為電能，能夠在生物組織內(nèi)部產(chǎn)生與超聲聲場分布較為一致的電場，該電刺激方法具有良好的刺激深度和聚焦性、無痛、無創(chuàng)、且不使用電極，在科學研究和臨床診治過程中均具有潛在的應用價值?，F(xiàn)階段，該電刺激方法已開展的研究較少，對于其可行性的研究具有重要的意義。
　　本文首先介紹了基于霍爾效應的電刺激方法的基本原理，并根據(jù)基本原理對影響該電刺激（頻率、幅值、電場方向和電場分布）的因素進行了分析。為了驗證其可行性，

2、搭建了基于霍爾效應電刺激方法的實驗平臺，實驗平臺由聚焦超聲換能器、自主設計并完成的超聲激勵電路、電磁鐵提供的穩(wěn)恒磁場、控制超聲換能器移動的運動控制系統(tǒng)和信號檢測系統(tǒng)等部分組成。
　　針對實驗中定制聚焦超聲換能器的各項參數(shù)及聲場分布，使用Matlab設計了一個聚焦超聲換能器并模擬了其聲場分布。根據(jù)仿真超聲換能器的聲場分布，對浸于水中的銅線在不同實驗條件下，位于不同位置時產(chǎn)生電場的頻率、幅值和分布進行了仿真。依據(jù)仿真結(jié)果分析了該電刺激

3、方法產(chǎn)生電場的強度及分布特點，并對該電刺激方法應用于人體的可行性進行了討論。
　　在所設置的實驗條件下，使用銅線作為樣本，測量其兩端產(chǎn)生的電信號，并改變超聲換能器與樣本之間的距離進一步驗證了該電信號與超聲信號之間的關系。此外，對電刺激參數(shù)（頻率、幅值、電場方向和電場分布）的影響因素進行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明，該電刺激方法獲得電信號的頻率與超聲換能器的中心頻率一致，幅值與靜磁場強度和聲壓大小存在線性關系，電場方向同時垂直于靜磁場和