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直径150mm,中心频率0.5或2.MHz,发射效率超过80%,带宽超过40%,轴向焦点调控范围为110-140mm,纵向调控直径为12mm。 3.5MHz 128阵元相控阵成像探头。
能够在较大范围内实现HIFU焦点的调控,并且成像探头与HIFU换能器实现了精确地配准,从而保证了对HIFU的有效引导和监控。 2100433B
球形腔聚焦换能器的非线性声场建模
球形腔聚焦换能器是一种特殊形式的聚焦换能器。为理论证实球形腔聚焦换能器能突破传统超声聚焦在聚焦精度和聚焦增益上的限制,采用Westervelt非线性方程并结合时域有限差分法,建立了球形腔聚焦换能器的非线性声场的数值模型。数值计算了直径为120 mm的0.6 MHz球形腔聚焦换能器的非线性声场,并与传统球壳形聚焦换能器进行了对比。当激励声压为100 kPa时,球形腔聚焦换能器与同尺寸壳形聚焦换能器相比,焦点正声压增益提高约8.5倍,且焦域精度更高,-6 dB聚焦区域在z方向减小约20倍,达到次波长尺度。研究表明球形腔聚焦换能器在高强度聚焦超声精细治疗上具有潜在的应用前景。
医用超声换能器(超声探头)是医学超声仪器系统的重要组成部分,它在新型医学仪器的研制和医学研究中,占有相当重要的位置。超声诊断中,首先必须向人体发射超声波,然后接收人体组织结构信息的反射回波。起信息转换作用的是医用超声换能器,由它完成一种电-声和声-电转换,换能器的性能状况直接关系着医用超声设备的性能。
医疗超声换能器的种类,可以按照换能器工作时所产生的波束的多少,分为单波束和多波束。少到单个波束,多到256个波束。按换能器阵元的空间排列的维数,又可以分为一维阵(一维线阵,一维凸线阵,一维相控阵),1.5维,1.75维,或两维声学基阵。根据换能器工作频率的范围,可以分为低频,高频换能器。在医疗超声设备中,低频换能器可以到500KHz,甚至更低到20KHz,高频换能器目前则可以到50MHz。如果按照换能器制作的材料来区分,那又可以分为压电陶瓷换能器,压电薄膜换能器,压电厚膜换能器,压电单晶换能器,复合材料换能器,微机械加工的电容式换能器,微机械加工的压电式换能器等。
超声换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷,由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。医用超声换能器(超声探头)的工作原理大体是相同的,其内部通常都包含一个电的储能元件和一个机械振动系统。当换能器用作发射器时,从激励电源送来的电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化,这种变化通过某种效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力,使其进入振动状态,从而推动与换能器机械振动系统相接触的介质发生振动,向介质中辐射声波。接收声波的过程正好与此相反,外来声波作用在换能器的振动面上,从而使换能器的机械振动系统发生振动,借助某种物理效应,引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化,从而引起换能器的电输出端产生一个相应于声信号的电压和电流。