[发明专利]基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法

摘要

本发明公开了一种基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法，包括以下步骤：S1：在刚性半球体上随机设计第一个阵元中心坐标位置；S2：在相邻阵元中心间距不小于18mm的条件下，选取最近阵元作为下一阵元中心坐标位置，然后按上述步骤依次设计其他各阵元，直至阵元数为256个；S3：激励全部256个阵元经颅聚焦，数值仿真其在三维空间x、y和z方向形成的温度场，确定换能器的安全可调控范围；S4：选取换能器的部分阵元激励，使换能器的安全可调控聚焦范围扩大。本发明避免了经颅脑神经系统疾病治疗过程中出现的颅骨烫伤，且在大开口半球形换能器中实现了小开口非半球形换能器聚焦，扩大了焦域调控范围，提高了换能器的经颅聚焦性能。

主权项

1.一种基于256阵元半球形相控阵超声换能器的焦域调控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在256阵元半球形相控阵超声换能器上按以下公式随机设计第一个阵元中心坐标位置，θ(i)＝π·rand(1,1)………………………………………………(1)，z(i)＝R_o·cos(θ(i))………………………………………………(5)，其中，θ(i)为球面上一点i和球心的连线与z轴正方向的夹角，为球面上一点i在xoy平面上的投影点i’和球心的连线沿顺时针旋转直至与正x轴重合转过的角度，R_o为半球形换能器的开口半径，x(i)、y(i)和z(i)分别为球面上一点i的三维直角坐标；S2：在相邻阵元中心间距不小于18mm的条件下，选取最近阵元作为下一阵元中心坐标位置，然后按步骤S1中公式(1)‑(5)依次设计其它各阵元，直至阵元数为256个；S3：激励全部256个阵元经颅聚焦，激励信号为其中，为阵元i的初始相位，P₀为换能器输入声压幅值，数值仿真其在三维空间x、y和z方向形成的温度场，确定换能器的安全调控范围；S4：选取换能器的部分阵元激励，在η倍输入功率的条件下经颅聚焦，激励信号为调控换能器的安全聚焦范围。