[发明专利]一种在空间指定位置上形成多种聚焦超声焦点的设备

权利要求书

1.一种在空间指定位置上形成多种聚焦超声焦点的设备，其特征在于，包括：

初始相位值生成装置，用于计算获得多阵元相控换能器中各换能器阵元的初始相位值，初始相位值控制形成超声焦点的尺寸，该初始相位值生成装置通过设置一正整数M控制获得超声焦点的不同尺寸；

偏转相位值生成装置，用于采用伪逆矩阵算法或根据所述空间指定位置与各换能器阵元的空间几何关系计算获得各换能器阵元的偏转相位值，偏转相位值控制超声焦点所形成的位置；

相位叠加装置，用于将所述初始相位值和偏转相位值叠加获得各换能器阵元的最终相位信号；

超声焦点形成装置，用于根据所述最终相位信号控制换能器阵元产生超声，并在空间指定位置形成尺寸可控的超声焦点；

所述初始相位值生成装置包括：

相控换能器分区模块，用于对所述多阵元相控换能器中的所有换能器阵元根据阵元极坐标进行分组，形成多个阵元区域；

初始相位计算模块，用于根据分组结果计算每个阵元区域的初始相位值，并以计算获得的初始相位值作为该阵元区域中每个阵元的初始相位值；

所述相控换能器分区模块包括：

分区单元，用于将所述多阵元相控换能器中的所有换能器阵元划分为多个均匀的扇形区域；

此时，所述初始相位计算模块中，第m个扇形区域的初始相位值的计算公式为：

f_m=Φ_m*M

其中，Φ_m为第m个扇形区域的中心位置极坐标的角度值，f_m为该扇形区域的初始相位值。

2.一种在空间指定位置上形成多种聚焦超声焦点的设备，其特征在于，包括：

初始相位值生成装置，用于计算获得多阵元相控换能器中各换能器阵元的初始相位值，初始相位值控制形成超声焦点的尺寸，该初始相位值生成装置通过设置一正整数M控制获得超声焦点的不同尺寸；

偏转相位值生成装置，用于采用伪逆矩阵算法或根据所述空间指定位置与各换能器阵元的空间几何关系计算获得各换能器阵元的偏转相位值，偏转相位值控制超声焦点所形成的位置；

相位叠加装置，用于将所述初始相位值和偏转相位值叠加获得各换能器阵元的最终相位信号；

超声焦点形成装置，用于根据所述最终相位信号控制换能器阵元产生超声，并在空间指定位置形成尺寸可控的超声焦点；

所述初始相位值生成装置包括：

相控换能器分区模块，用于对所述多阵元相控换能器中的所有换能器阵元根据阵元极坐标进行分组，形成多个阵元区域；

初始相位计算模块，用于根据分组结果计算每个阵元区域的初始相位值，并以计算获得的初始相位值作为该阵元区域中每个阵元的初始相位值；

所述相控换能器分区模块包括：

分区单元，用于将所述多阵元相控换能器中的所有换能器阵元先划分为多个环状区域，再进行扇形分割，形成多个分段圆环区域；

此时，所述初始相位计算模块中，第m个分段圆环区域的初始相位值的计算公式为：

f_m=Φ_m*M+ψ(R_m)

其中，Φ_m为第m个分段圆环区域的中心位置极坐标的角度值，f_m为该分段圆环区域的初始相位值，R_m为该分段圆环区域的中心位置到极坐标原点的距离，ψ(R_m)为各分段圆环区域之间的初始相位值差。

3.一种在空间指定位置上形成多种聚焦超声焦点的设备，其特征在于，包括：

初始相位值生成装置，用于计算获得多阵元相控换能器中各换能器阵元的初始相位值，初始相位值控制形成超声焦点的尺寸，该初始相位值生成装置通过设置一正整数M控制获得超声焦点的不同尺寸；

偏转相位值生成装置，用于采用伪逆矩阵算法或根据所述空间指定位置与各换能器阵元的空间几何关系计算获得各换能器阵元的偏转相位值，偏转相位值控制超声焦点所形成的位置；

相位叠加装置，用于将所述初始相位值和偏转相位值叠加获得各换能器阵元的最终相位信号；

超声焦点形成装置，用于根据所述最终相位信号控制换能器阵元产生超声，并在空间指定位置形成尺寸可控的超声焦点；

所述初始相位值生成装置包括：

相控换能器圆环分区模块，用于将所述多阵元相控换能器中的所有换能器阵元划分为多个圆环状区域；

初始相位计算模块，用于计算各圆环状区域内各换能器阵元的初始相位值，计算公式为：

f_n=Φ_n*M+ψ

其中，Φ_n为第n个换能器阵元的中心位置极坐标的角度值，f_n为该换能器阵元的初始相位幅值，M为该换能器阵元所在圆环状区域的、与形成的超声焦点尺寸成正比的正整数，ψ为各圆环状区域之间的初始相位值差；

旋转值叠加模块，用于在每个换能器阵元的初始相位幅值上叠加一随时间改变的旋转角度值θ_offset，形成最终的初始相位值。