摘要：针对阿基米德螺旋相控阵换能器焦点声压不足的问题,通过有限元仿真,分别讨论了换能器阵元形状和频率改变与声场的变化关系,从焦点声压、偏转范围、栅瓣水平、焦域大小等方面进行了研究。结果表明,相同频率下,扇形阵元阿基米德螺旋相控阵换能器的焦点声压比圆形阵元时的焦点声压提高了32.28%,偏转范围为20 mm×20 mm×40 mm;在扇形阵元形状的情况下,频率选择0.9~1.0 MHz,不仅能获得较高的焦点声压,同时还能保证改善聚焦性能。文章的仿真结果为阿基米德螺旋相控阵换能器提高焦点声压,满足深部组织消融治疗需要的高功率要求提供了有用的设计参考。

摘要：在球带腔形聚焦超声换能器的基础上,设计一种C形纵剖面部分球冠聚焦超声换能器,研究其结构参数变化对声焦域形态的影响。通过建立的有限元仿真模型,分别讨论了换能器的球带高度和聚焦夹角与焦域形态的变化关系。结果表明,球带高度越高、聚焦夹角越大,其焦域尺寸越小,焦域长轴与短轴的比值越低,焦域趋近于圆形,尤其是当球带高度为1.6F(F为焦距)、聚焦夹角≥210°时,其焦域三轴尺寸均可达到亚波长尺度。为验证仿真结果的正确性,设计制作了一个可改变聚焦夹角的换能器并进行了测试,实验与仿真结果大致相符。设计的换能器相对于传统行波换能器,焦域形态得到了明显改善,能够压缩焦域长短轴之比,有效提高聚焦精度,为改善聚焦超声换能器焦域形态提供了一种设计方法。

摘要：传统超声换能器存在体积大、表面刚性的缺点,无法用于人体复杂皮肤表面和可穿戴器件的设计。为使换能器具有灵活、体积小,满足可穿戴的特点,将其压电元件、电极和封装等各组成部分重组为柔性换能器。相比于传统换能器,它有两个优点:首先,不需要专业人员操作,可实现持续性的超声监控或治疗。其次,通过更全面的皮肤表面覆盖,扩大声场范围。在超声诊断方面,改善声信号采集,获得更全面的检测信息;在超声治疗方面,增加声能量沉积,提高疗效。柔性换能器使超声医疗应用场景多元化,可实现连续超声诊断或超声治疗。该文首先概述了其在设计和加工方面的最新进展,然后重点介绍了其在诊断和治疗方面的应用,最后讨论了这一领域所面临的挑战并对发展前景进行展望。

摘要：在线性声学条件下,研究了差频相干模式下的双频聚焦声场的空间-时间特性,分析了换能器分割面积、不同频差对声场的影响。通过计算两波在不同初始相位时轴上瞬时声压起伏的周期性变化规律,证明其合成声场是统计平稳和均匀的。结果表明,适当选择分割面积比和频差,双频声场的"损伤声焦域"相对于单频有明显扩大,并在离体牛肝的损伤实验中得到初步验证,为双频高强度聚焦超声(HIFU)换能器的设计及提高治疗效率提供参照。

摘要：目的:针对现有担架存在的问题,研制一种应用于特殊复杂环境的多功能救援担架。方法:该担架采用碳纤维材质制作,由架杆、把手、太阳能照明装置、气垫、连接机构、提手、安全护带、急救仪器盒等组成。其中气垫采用弧线形设计,可应用于水域环境转运伤员;连接机构可折叠,通过其可使担架在背式或抬式之间切换。结果:该担架相比传统担架灵活性更强,可在转运途中提供照明、基础治疗等应急措施,能较好地满足恶劣环境下对患者的转运救治。结论:该担架可在地震、洪水、风暴、雪灾等特殊救援环境下使用,且功能齐全、携带和使用方便,具有较好的推广应用价值。

摘要：传感器的结构参数优化存在变量多、分析公式复杂和优化难度大等问题,国内外众多学者对该领域进行了多方面研究,发现不同结构参数对其性能有巨大影响。因此,参数设计的合理优化具有重要研究意义。深度学习可根据已有的数据集构建预测模型,同时利用相关优化算法寻求多个目标问题的最优解集,从而通过寻找到的结构参数数值进行优化设计,进而获得较好的性能,可为传感器的参数优化提供一种新思路。

摘要：能量均匀分布的平顶声场在提高超声成像质量和超声生物学效应的探究中具有良好的应用前景,但目前声透镜的声场分布调控研究主要集中于聚焦超声和波束转向,缺乏实现平顶声压的透镜设计,文章以基于惠更斯原理的瑞利积分法为基础,结合模拟退火粒子群算法,提出一种环状阵列式的透镜设计,通过仿真在输出面特定区域内获得了平顶声压分布,表明了设计的有效性。

摘要：超声场的仿真在生物医学及工业中有许多应用,包括聚焦超声治疗计划的制定、超声波换能器的设计、诊断超声成像以及无损探伤等。因此研究超声场的仿真一直是生物医学超声和物理声学领域的一个重要话题,文章将从k-wave声学工具箱的发展以及k-wave在超声仿真应用中的研究进行综述,为超声场的仿真研究提供参考。

摘要：医科院校大型医疗设备课程的实践教学中,存在学生动手操作设备的机会少、教学医院的大型医疗设备都处在病源环境中、CT与DR等设备存在辐射危害等问题。本研究提出,相关课程可利用虚拟仿真教学仪器的实体结构、操控系统及功能软件实行"理论与实践一体化"教学,并设置验证性实验、综合性实验、设计性实验及研究探索性实验。这有助于夯实学生的理论基础知识,提升学生解决复杂工程问题的能力,以培养符合社会需求的"新工科""新医科"人才。

摘要：目的:指出胎儿监护的重要性和通过检测胎心音实现胎儿监护的重要价值,设计一个胎心音实验平台,实现胎心音采集和性质分析。方法:首先依据WHO的调查,世界每年有数百万胎儿死亡,若孕妇在怀孕期间按周期做胎儿健康监护,则可以明显降低婴儿的死亡率,简述了胎儿健康监护的重要意义;然后比较多种胎儿监护方法,指出胎心音图法具有更重要的价值。最后论文分析了胎心音的产生和基本特点,基于MyDAQ和LabVIEW建立了一个胎心音实验系统。结果:该实验系统实现了胎心音的采集、WAV格式存储和读取,时变滤波器和小波除噪的预处理,以及基于TSA的胎心音性质分析,得出胎心音的性质与文献研究一致。结论:该系统廉价、快速原型化、灵活的优势,以及能够开放的特点,不仅能用于胎心音的相关研究,还适用于语音等信号的采集和分析。