摘要：为提高超声设备中二维相控阵列聚焦换能器的面积填充率,提升聚焦区域的超声能量和治疗效率,本研究利用空间脉冲响应理论对任意三角形阵元进行声场计算,通过对三角形阵元进行二维平面旋转完成了六边形阵元声场仿真,并通过对六边形阵元进行三维空间旋转实现了球面阵列聚焦换能器声场仿真。仿真结果显示,六边形7阵元球面填充率提高了6.1%,其-6 dB焦域横向宽度为2.0 mm、纵向长度为30.1 mm;19阵元球面填充率提高了5.5%,其-6 dB焦域横向宽度为1.2 mm、纵向长度为9.8 mm,可实现高精度超声治疗。本研究可为任意三角形和六边形及不规则形状阵元声场仿真提供新方法,且为高填充率的球面聚焦超声换能器设计提供新思路。

摘要：通过理论仿真和实验检测结果,分析由医用直线加速器产生的X射线照射铅块所产生的光声信号特性.使用光电二极管搭建一个光电检测电路,检测到医用直线加速器所产生的脉冲X射线的光脉冲宽度约为4μs.采用K-wave工具包仿真分析脉冲宽度为几个微秒的光脉冲所产生的光声信号.搭建了一个光声信号检测系统,对比分析分别使用Olypus V301商用探头与自制的PZT-4陶瓷换能器时的检测性能.结果表明,两款探头都检测到了光声信号,V301商用探头检测结果与理论仿真波形一致性较好,但信噪比低,而本研究设计的PZT-4检测灵敏度高,但检测到的信号波形与理论仿真结果偏差较大.两款探头在检测脉冲宽度为4μs的X射线脉冲所产生的声信号时都存在不足,为更好的检测该光声信号,需设计一款中心频率在70 kHz附近、带宽较宽、检测灵敏度较高的探头.