[发明专利]高强度超声经颅聚焦的幅值调制方法

说明书

本发明公开了一种高强度超声经颅聚焦的幅值调制方法，对相控换能器阵元激励信号进行幅值调制，提高经颅超声在颅内的聚焦性能。它包括以下步骤：S1：确定颅内焦点位置。S2：在目标焦点处设置理想正弦波点声源，得到换能器阵元接收点源经颅传播的声压的时间反转信号阶段；S3：任选一阵元接收信号的时间反转信号为参考做自相关，并与其余阵元的时间反转信号做互相关，比较互相关与自相关最大值，得到各阵元相对于参考阵元的时间延迟和幅值比阶段；S4：在调制幅值前后换能器总输入能量不变的条件下，根据需要依据幅值比对整体或部分阵元调制输入声强，并激励换能器阵元进行幅值调制阶段。本发明可实现经颅聚焦，提高经颅聚焦性能和治疗效果。

技术领域

本发明涉及一种高强度超声经颅聚焦的幅值调制方法，通过调控相控阵列换能器每个阵元的激励信号，调制经颅后声波幅值，使聚焦能量较多地集中于目标焦点处。

背景技术

目前，聚焦超声具有穿透性能好、穿透深度大和指向性强等优势，已经普遍用于工程、农业、医学等各个领域，特别是高强度聚焦超声技术，作为一种无创或微创的治疗方法，在医学领域受到普遍关注。高强度聚焦超声技术现已成功用于如乳腺癌、肝癌、子宫肌瘤等疾病的临床治疗中。但在高强度聚焦超声治疗颅脑肿瘤时，由于存在颅骨，且颅骨对超声波具有强烈的衰减作用，其声学参数与其周边的软组织有很大差异，使超声经颅聚焦后波形发生畸变，幅值严重衰减，聚焦能量不能达到设定的治疗靶区或聚焦能量不够形成可治疗焦域。

1996年法国学者Fink等首先提出对经颅声波幅值补偿；1998年Fink等基于经均匀介质时间反转信号对经颅声波幅值补偿；2013年Narumi等提出互相关法对经非均质介质声波幅值补偿的方法，但其对补偿时阵元能量重新分配问题阐述不清，且仅针对全部阵元幅值补偿，聚焦效果不明显。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种高强度超声经颅聚焦的幅值调制方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种高强度超声经颅聚焦的幅值调制方法，包括如下步骤：

S1：确定颅内靶区位置；

S2：根据颅内靶区位置及相控换能器可变焦范围，选定治疗目标深度与颅骨和相控换能器的相对位置，在目标焦点处根据公式

Pf(t)＝I0 sin ωt设置理想正弦波点声源，处于接收模式的编号为i的阵元上接收理想点源经颅传播的正弦声压信号，将该信号基于时间反转法进行时间反转得到声压信号Pi(t)；