高強度聚焦超聲焦域聲場特性的數(shù)值仿真研究.pdf

1、目的:研究不同人體組織、人體組織結(jié)構(gòu)、聚焦方式以及不同陣元激勵函數(shù)對焦點區(qū)域的位置、大小及其聲壓和能量密度分布的影響。為HIFU治療計劃和治療方案的制定提供理論方法和理論依據(jù)。
　　 方法:利用森田長吉等人提出的超聲波非線性傳播的時域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)仿真方法,和圓柱坐標(biāo)系的特性,對具有軸對稱特性的水體和特定條件下的人體組織內(nèi)聲波傳播,采用兩個方向的計算方法分析三維問

2、題,對于不具有軸對稱特性人體組織內(nèi)聲波的傳播,采用不同組織分界判斷的方法進(jìn)行三個方向的三維仿真,研究不同的激勵波形對HIFU形成焦點區(qū)域形狀、大小位置的影響；分析圓環(huán)相控聚焦法對淺層能量密度的影響因素；討論與換能器聲軸非垂直人體組織對焦區(qū)的影響。
　　 結(jié)果:(1)在相同模型條件下,換能器采用不同形狀的激勵波形形成的焦區(qū)聲壓分布和焦距都不同。
　　 (2)相控圓環(huán)聚焦法中,改變聚焦圓環(huán)到陣列的距離Rh和聚焦圓環(huán)的直徑d可

3、以改變距陣列60mm以后淺層斷面上的能量密度。改變陣元的直徑R幾乎對淺層能量密度分布沒有影響。
　　 (3)換能器聲軸與人體組織不垂直,小于90°時,角度越小,焦區(qū)向垂直于聲軸的上、下兩個方向偏移的距離越大。不同人體組織內(nèi)形成的焦區(qū)偏移方向不同。
　　 結(jié)論:利用森田長吉等人提出的FDTD超聲非線性仿真方法,研究了不同振動子激勵波形對焦點區(qū)域聲壓分布的影響；對不同相控圓環(huán)聚焦參數(shù)對淺層內(nèi)能量密度的影響進(jìn)行了分析研究,為H