肿瘤是一种严重威胁人类生命健康的疾病，长期以来人们一直为攻克肿瘤作着不懈的努力。近年来，超声热疗因其安全有效而逐渐成为继以手术、放化疗、生物治疗后的又一种治疗肿瘤手段。 传统的多阵元相控聚焦超声主要用于实现超声的高强度聚焦(HIFU)。HIFU治疗方法利用超声波特有的深穿透力、强方向性和可聚焦性，通过一定的聚焦方式将能量会聚到人体深部的病变组织，是一种对目标靶组织的非侵入式的治疗方式，而且小的治疗焦斑使高精度治疗成为可能，避免了正常组织受到损伤。 靶向治疗的目的是提高治疗部位的药物浓度，降低不良反应，减少药物用量，提高药物的安全性、有效性和病人的顺从性。在热导向的肿瘤药物靶向治疗中，需要对靶部位加热至某一特定温度，使热敏脂质体相变后迅速释放内含药物，在靶部位形成较高的药物浓度，对周围的肿瘤细胞产生较强的杀伤作用，从而达到局部化疗的作用，避免对正常细胞的损害。 多阵元相控聚焦超声在大尺寸肿瘤治疗方面有着极大的优势。多阵元相控聚焦超声既可以形成单个焦点聚焦模式，也可以形成多个焦点同时聚焦的分布模式，焦斑体积增大数倍，减少了治疗时间，使治疗更为可靠。同时，焦点位置移动可以通过相控来实现，提高聚焦的精度。多阵元相控聚焦超声技术与其它热导向装置比较，有着灵活的聚焦方式和声束路径控制方式，不但可以针对靶部位形状，以多焦点多强度模式对靶部位进行均匀加热，还可以控制声束绕过骨骼等屏障，对人体深部组织加热。 多阵元相控聚焦超声的另一个优势在于其可以通过相位来控制聚焦超声焦点强度，不仅可以实现超声的高强度聚焦，也可以根据需要，降低聚焦强度来控制靶织的温度。利用相控聚焦超声的这一特点，可将其应用于热导向药物靶向治疗中。将相控聚焦超声治疗技术引入到热导向的药物靶向治疗，拓宽了相控HIFU应用领域。在这个应用中，相控聚焦超声药物靶向治疗追求的目标是准确将超声能量分布在目标靶组织，提升目标靶组织温度到所需治疗温度。为了实现这一目标，在技术上首先要实现聚焦超声的精确相位控制。因此研制高精度相控信号发生装置有十分重要的理论和实践意义。 总体说来，本文的主要研究内容包括：1、在阅读大量参考文献的基础上，回顾了相控聚焦超声的物理机制、优越性以及其应用研究等；分析了目前国内外对该项技术的研究状况；展望了相控聚焦超声技术的应用前景。2、研究了符合相控聚焦要求的小型大功率超声换能器阵元的谐振式功率放大技术，保证了功率放大单元在相位和幅度上的一致性，提高了电声转换效率。3、针对我们研制的相控聚焦超声治疗系统中所采用的90个换能器阵元，应用FPGA技术以及VHDL语言设计了一种新型数字相控信号发生装置，并结合谐振式功率放大器，实现了96路通道且相移最小细分精度为1.40625°(8-bit精度)，频率为1MHz的相控聚焦超声阵列驱动系统，并对该系统进行了实验验证。4、设计了球面聚焦阵列，并在对声场模拟理论阐述的基础上，给出了单焦点和多焦点声场和热场模拟结果：