【摘 要】
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HIFU作为一种新兴治疗肿瘤的方式,正在逐渐引起广泛的重视。相控HIFU技术具有灵活的焦点偏移能力,能够提高HIFU治疗过程的效率。本文研究球面聚焦换能器及阵列电声参数特性,设计制作一套相控HIFU驱动系统,测量并分析高强度超声声场和相控HIFU声场特性。具体理论和实验研究内容主要有以下几个方面:（1）研究了球面聚焦换能器及换能器阵列性能特性,以及描述超声声场的物理量,实验测量分析超声声场电声参数
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HIFU作为一种新兴治疗肿瘤的方式,正在逐渐引起广泛的重视。相控HIFU技术具有灵活的焦点偏移能力,能够提高HIFU治疗过程的效率。本文研究球面聚焦换能器及阵列电声参数特性,设计制作一套相控HIFU驱动系统,测量并分析高强度超声声场和相控HIFU声场特性。具体理论和实验研究内容主要有以下几个方面:（1）研究了球面聚焦换能器及换能器阵列性能特性,以及描述超声声场的物理量,实验测量分析超声声场电声参数。（2）设计并制作了一套相控HIFU驱动硬件系统,系统可以实现1ns延时精度输出,并实现换能器焦点偏转,同时搭建了超声声场电声参数检测系统,可以实现超声声场检测,测量高强度超声声场电声参数。（3）研究了球面聚焦换能器电声效率测量方法,包括平面扫描法、辐射力天平法和自易法的基本原理、实验环境、操作方法和注意事项,使用三种方法测量一个球面聚焦换能器的电声效率,实验结果表明三种测量方法得到的电声效率偏差在4%以内,且对结果进行不确定度分析,阐述三种方法的优劣。（4）使用光纤水听器测量HIFU声场特性,分析自然聚焦状态下非线性的影响,实验表明随着换能器输出功率的增大,非线性会将声能从基频转移到高次谐波;其次使用相控HIFU驱动系统实现换能器阵列焦点偏转,测量偏转后声场特性,分析焦点偏转对焦域特性的影响。
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