双极型超声聚焦方法研究与评价

发布时间：2021-05-13 22:37

　　随着环境污染日趋严重,人们的工作压力逐渐增大,人们患癌症、肿瘤等疾病的几率呈上升趋势,传统的癌症治疗主要采用手术切除、化疗等方式,但是化疗对人体的辐射太大;而体内超声治疗时间较长,对人体带来巨大的痛苦,因此寻找一种体外的,高效的,微创的治疗方式是非常必要。本文研究的鼓形、环形、球环形、双极型四种超声换能器,通过超声声学特性的对比分析,验证了双极型超声换能器的高效性,并对超声仿真数据和实验数据进行分析对比,不断优化模型参数,修改模型结构,本文主要工作如下:1.分析当前换能器的研究现状,提出鼓形,环形、球环形,双极型四种不同形态的超声换能器,建立二维和三维多物理场有限元仿真模型,采用合适的超声仿真参数,分析超声焦域的声学特性。2.对不同形态结构的换能器进行声场计算,分析不同形态结构换能器的聚焦效果,另外还要考虑到超声换能器的机械振动对超声聚焦产生的误差,并建立换能器的误差分析模型,进一步优化模型参数。3.研究超声聚焦过程中的驻波与行波,分析不同的超声频率,聚焦时间,换能器夹角,聚焦半径,遮挡状况等对超声聚焦的影响,并对超声振动进行误差分析,优化超声仿真模型;在此基础上对超声热量积累问题进行... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 引言
    1.1 研究目的与意义
        1.1.1 超声聚焦原理
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超声聚焦的研究现状
        1.2.2 超声换能器的研究现状
    1.3 本文的研究内容与结构安排
        1.3.1 论文主要内容
        1.3.2 论文组织的结构
第2章 超声聚焦模型建立与分析
    2.1 物理模型的建立
        2.1.1 凹球面聚焦换能器声场计算
        2.1.2 球面聚焦换能器声场计算
        2.1.3 双极型超声换能器的声场计算
    2.2 生物机械效应模型分析
    2.3 超声仿真模型
        2.3.1 二维超声仿真模型的建立
        2.3.2 三维超声模型的建立
第3章 超声焦域声学特性分析验证
    3.1 鼓形超声换能器的研究
    3.2 环形超声换能器
    3.3 球环形超声换能器的研究
    3.4 双极型超声换能器的研究
        3.4.1 单个换能器工作对温度场的影响
        3.4.2 超声聚焦的最适聚焦频率
        3.4.3 换能器夹角变化对聚焦温度场的影响
        3.4.4 不同入射张角对聚焦温度场的影响
        3.4.5 有无遮挡情况对聚焦温度场的研究
        3.4.6 超声振动对超声焦域的影响
        3.4.7 生物组织热通量问题的研究
第4章 超声聚焦声学效应的评估
    4.1 双极型换能器分析验证
        4.1.1 双极型超声聚焦声场分布实验分析
        4.1.2 声压测量与仿真结合高声压估算
    4.2 生物组织有无空气情况研究
    4.3 Matlab超声仿真
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]大张角聚焦换能器中的张角变化对生物组织温度场的影响[J]. 戚萌,王鑫,刘晓宙.  南京大学学报(自然科学). 2017(01)
[2]凹球面环形换能器的声场特性[J]. 陈庆春.  齐鲁工业大学学报(自然科学版). 2016(06)
[3]基于温度梯度分布的宽频带声聚焦效应[J]. 刘宸,孙宏祥,袁寿其,夏建平.  物理学报. 2016(04)
[4]球形腔聚焦换能器的非线性声场建模[J]. 耿昊,邱媛媛,章东.  声学学报. 2014(03)
[5]高强度聚焦超声肿瘤治疗焦域的仿真研究[J]. 常诗卉,陈晓瑞,菅喜岐.  生物物理学报. 2013(01)
[6]凹球面换能器在多层生物组织中的温度场仿真[J]. 丁亚军,钱盛友,胡继文,刘畅.  计算机工程与应用. 2011(36)
[7]凹球壳形聚焦超声换能器的数值模拟分析[J]. 张小丽.  商洛学院学报. 2008(02)
[8]环形相控阵换能器辐射和反射声场[J]. 赖溥祥,张碧星,汪承灏.  声学学报. 2007(03)
[9]高强度聚焦超声热疗技术的发展和应用[J]. 姜晓婷,菅喜岐.  国际生物医学工程杂志. 2006(06)
[10]自聚焦换能器的声场研究[J]. 夏荣民,寿文德,孙俊霞,严加勇.  应用声学. 2001(05)

硕士论文
[1]高强度聚焦超声治疗声场和温度场控制方法研究[D]. 廖志远.湖南师范大学 2014



本文编号：3184826