【摘 要】
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高强度聚焦超声技术（HIFU,High Intensity Focused Ultrasound）因其微创伤甚至无创的特点在医学超声领域取得了突破性的发展。但目前高强度聚焦超声声场指标的测量停留在实验室法阶段,缺乏能够应用于医疗现场多指标检测的方法和装置。为此,本文引用近场互谱法,分析了高强度聚焦超声声场特性,研制了面向现场的便携式检测装置,并开展了高强度聚焦超声声参数检测技术研究。主要内容包括:
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高强度聚焦超声技术（HIFU,High Intensity Focused Ultrasound）因其微创伤甚至无创的特点在医学超声领域取得了突破性的发展。但目前高强度聚焦超声声场指标的测量停留在实验室法阶段,缺乏能够应用于医疗现场多指标检测的方法和装置。为此,本文引用近场互谱法,分析了高强度聚焦超声声场特性,研制了面向现场的便携式检测装置,并开展了高强度聚焦超声声参数检测技术研究。主要内容包括:综述了高强度聚焦超声及声参数检测的国内外发展现状,引入近场互谱测量的检测方法,计算和推导了非线性声学基本方程和二阶的非线性声波动方程Westervelt方程。在COMSOL下进行HIFU声场的有限元仿真,研究了HIFU声场特性及传播规律,得到了非线性谐波对声参数检测的影响规律,从而对测量方法提出了非线性能量补偿修正。根据HIFU医疗设备现场检测需求,研制了便携式检测装置。包括机械硬件结构设计,运动控制及采集模块设计和关键部件选型,在Lab VIEW平台开发了上位机软件。以中心频率为1.065MHz的两款HIFU探头为检测对象,开展了HIFU声参数检测实验研究并对装置做了不确定度评定。结果表明该测量装置符合设计指标,能实现对HIFU声场的声压、声强、声功率和焦域等声参数进行检测,能够满足HIFU声参数现场检测要求。同时,将声功率值在0-60W的检测结果,与辐射力天平法进行对比表明两种方法具有良好的一致性。因此表明该测量装置具有较强的稳定性并且能够实现医疗现场的声参数检测工作。
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