导读:本文包含了球形聚焦论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:拉盖尔-高斯光束,涡旋光束,T矩阵方法,光学捕获
球形聚焦论文文献综述
张闹,张波,刘子龙,刘亚欣[1]（2019）在《强聚焦拉盖尔-高斯光场中球形粒子的受力》一文中研究指出拉盖尔-高斯光束是典型的涡旋光束,光束的轨道角动量会传递给微粒使其产生轨道运动。本文利用T矩阵方法和麦克斯韦应力张量积分计算了强聚焦线偏振拉盖尔-高斯光束对球形粒子的捕获力,并着重分析了粒子半径和光束阶数对微粒在涡旋聚焦场中运动状态的影响。当光束阶数一定时,随着微粒半径的增大,轨道运动的轨迹会逐渐缩小。当粒子半径大于临界值时,就会被捕获到光轴上,且无法进行轨道运动。但是,离轴捕获的粒子受到的轴向捕获力比轴上捕获的要小一个量级,需要施加足够的入射光功率以维持稳定的轨道运动。(本文来源于《光散射学报》期刊2019年03期）
吴世敬[2]（2017）在《半球形高强度聚焦超声相控换能器的数值仿真研究》一文中研究指出高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)肿瘤治疗技术以其非侵入性、无毒副作用和可重复施治等特性已成功应用于子宫肌瘤、乳腺癌、前列腺癌和肝癌等实体软组织肿瘤的临床治疗,但对于有颅骨包裹的脑肿瘤治疗而言,由于颅骨的非均质性结构及其与周围脑组织声学特性差异较大,声波在经颅传播时发生相位畸变和幅值衰减,导致颅骨处能量沉积而损伤颅骨及周边组织、焦域处能量不足而无法致死病变组织等临床问题的发生。近些年研发的大开口半球形相控换能器可使超声辐照颅骨表面面积最大化,可降低颅骨中的热沉积,并成为众多研究者关注的热点之一。研究目的HIFU经颅脑肿瘤治疗中,相控换能器是核心部件,换能器结构和工作参数直接影响形成焦域的声压场和温度场分布,研究其结构设计和调控方法有利于实现无创、精准、有效的HIFU经颅脑肿瘤治疗。本文通过对小开口换能器的结构和工作参数的设计,数值仿真研究其形成温度场的变化规律来设计HIFU经颅治疗用大开口半球形相控换能器,并对其形成声压场和温度场特性进行数值仿真研究;通过选择大开口换能器的全部或部分阵元激励的方法,研究具有小开口和大开口半球形相控换能器特性的HIFU经颅治疗相控换能器,增强换能器形成焦域的可调性,为HIFU脑肿瘤临床治疗提供技术方法和理论依据。研究方法基于本实验室设计随机分布82阵元相控换能器的设计方法,在Matlab计算平台上分别设计开口直径100mm的小开口半球形相控换能器和开口直径300mm的大开口半球形相控换能器,并结合人体头颅CT扫描数据,分别建立小开口换能器的叁维HIFU经脑组织传播的数值仿真模型和大开口换能器的叁维HIFU经颅数值仿真模型;基于时间反转的数值拟合相位调控方法(Phase Modulation by Fitting,PFM)获取换能器阵元的激励信号;在GPU并行运算平台上(容天SCS4450(双核CPU/2.6GHz/内存128GB/显存96GB))应用CUDA C语言FDTD(Finite Difference Time Domain)数值解析Westervelt声波非线性传播方程和Pennes生物热传导方程,研究其形成声压场和温度场,并以声压场旁瓣与主瓣最大声强比值0.25作为安全阈值判断其声场特性,以54℃以上区域为可治疗焦域研究其形成焦域温度场特性。研究结果1.小开口换能器(1)换能器激励频率为0.5MHz~0.8MHz时,焦域中心温度随激励频率的增加逐渐升高,54℃以上治疗焦域短轴几乎不变,长轴逐渐减小;当频率为0.8MHz~1.0MHz时,温度场内旁瓣逐渐增多,焦域中心温度随激励频率的增加逐渐降低,54℃以上治疗焦域长轴和短轴均逐渐减小。(2)当换能器激励面积比为32%和35%时,焦域中心温度均随阵元半径的增大和阵元数的减少先升高后逐渐降低,54℃以上治疗焦域长轴、短轴变化与温度变化相一致,均先增大后减小;当换能器激励面积比为41%时,焦域中心温度随阵元半径的增大和阵元数的减少逐渐升高,54℃以上治疗焦域长轴、短轴基本不变。2.大开口换能器(1)当大开口换能器激励面积比为32%时,焦域较小,旁瓣温度较高,激励面积比为41%时,焦域中心温度较高,温度场内几乎没有旁瓣。(2)大开口换能器沿声轴(x轴)上设定不同的焦点聚焦时,随着设定焦距值的增大,焦点处声压幅值先增大后减小、旁瓣与主瓣的最大声强比值先减小后增大;焦域中心温度先升高后降低,旁瓣温度先降低后升高,54℃以上治疗焦域长轴、短轴均先增大后减小。当设定焦距为144mm时,焦域中心声压最低,,旁瓣与主瓣最大声强比值远远超过了安全阈值0.25,且未形成54℃以上可治疗焦域;当设定焦距值为174mm时,焦域中心温度未达到54℃的温度阈值。(3)大开口换能器在过半球形相控换能器的球心点(150,150,150)(单位:mm)沿y轴调控聚焦时,随着偏离声轴x轴距离的增大,焦域中心声压逐渐减小,旁瓣逐渐增多且声压逐渐增大,旁瓣与主瓣的最大声强比值逐渐增大,焦域中心温度逐渐降低,旁瓣温度逐渐升高,54℃以上治疗焦域长轴、短轴均逐渐减小。在偏离声轴6mm聚焦时,焦平面内出现大量旁瓣,且旁瓣与主瓣的最大声强比值超过安全阈值0.25,焦域中心温度未达到54℃的温度阈值。(4)大开口换能器在过球心点沿z轴聚焦时,随着偏离声轴x轴距离的增大,焦域中心声压逐渐减小,旁瓣逐渐增多且声压逐渐增大,旁瓣与主瓣的最大声强比值逐渐增大,但均小于安全阈值0.25;焦域中心温度逐渐降低,旁瓣温度逐渐升高,54℃以上治疗焦域长轴、短轴均逐渐减小。在偏离声轴6mm聚焦时,未形成54℃以上可治疗焦域。(5)激励全部阵元聚焦时,大开口半球形相控换能器声轴x轴方向上的调控范围为150~168mm;y轴和z轴方向上的安全可调范围为离轴3mm。(6)通过激励换能器接近基底中心的45阵元,可在声轴x轴上设定焦距为138mm和144mm处形成可治疗焦域,y轴和z轴方向上均可在偏离声轴6mm处形成可治疗焦域,声轴方向的焦域调控范围扩至138~168mm,y轴和z轴方向上的焦域调控范围扩至偏离声轴6mm。研究结论1.小开口换能器激励面积比参数可应用于大开口换能器的设计。2.大开口换能器适用于脑深部肿瘤治疗,但其可调控范围较小。3.通过选择部分阵元激励的方法,可在大开口换能器的基底上实现小开口换能器聚焦,扩大半球形相控换能器焦域的调控范围。本研究利用开口直径100mm小开口换能器的温度场变化规律设计了开口直径300mm的256阵元随机分布半球形相控换能器,通过选择大开口换能器部分阵元激励,在大开口换能器中实现了小开口换能器聚焦,扩大了焦域调控范围,将来研发具有大与小开口换能器优势互补的HIFU经颅脑肿瘤治疗相控换能器成为可能。(本文来源于《天津医科大学》期刊2017-06-01）
陈宗桂[3]（2017）在《不同静水压力下球形聚焦集声器焦点处空化泡群活动的研究》一文中研究指出研究背景高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)是一种治疗良恶性肿瘤的微无创方法。它是把体外低能量的超声聚焦到体内,焦点处组织吸收超声能量发生不可逆的凝固性坏死,而又不损害靶区以外的正常组织。然而,现有的行波聚焦方式(透镜式、相控阵和球壳式等)在行波场中形成的焦域在声轴线上为10个波长,垂直声轴线为1~2个波长,且对连续波而言焦点处声压达到107Pa。这对进一步实现更安全、更有效、更高效的治疗提出了挑战。两端开口的球形聚焦集声器的内表面既是声波的发射面也是声波的反射面。当球心处声波和反射的声波相位相同时,将在球心形成较大声压的驻波。空化泡群在驻波场中被约束在球心。因此,球形集声器可以在亚波长的焦域内实现高声压。这对提高HIFU精准、高效地消融具有潜在应用价值。此外,随着静水压力的增加,空化阈值会增加,焦点处空化泡群的活动情况会越剧烈。据文章报道:静水压力为30MPa时,崩溃时气泡中心的压力达到了4400GPa并维持了35ps,密度约为水的8倍,而温度更是达到了200,000K。静水压力是20MPa时,崩溃时气泡中心的压力达到了250GPa而温度更是达到了100,000K。而且随着静水压力的增加,空化泡群具有的能量越大。静水压力是10MPa时切断直径是0.9mm的钢丝只需要几秒。静水压力是20MPa时切断直径是0.9mm的钢丝不到半秒。这使得我们对声空化现象有了新的认识。如果能够在时间上和空间上把这种能量用于医学领域和工业领域,将会提高超声领域在临床的适用范围和促进工业发展。为了研究在不同静水压力下两端开口的球形集声器中焦点处空化泡群的活动情况。本文第一部分通过Nikon相机拍摄不同静水压力下空化泡群的活动,研究静水压力对空化泡群活动范围的影响。第二部分采用em ICCD和光谱仪研究空化泡群的声致发光强度,阐明静水压力对空化泡群活动程度的影响。目的本文主要阐明不同静水压力、不同驱动功率下球形聚焦集声器焦点处可约束多泡的活动和声致发光情况,加深对声空化现象的认识。方法1.本部分采用频率0.6MHz、直径500mm、开口256mm、高度474mm的两端开口的球形集声器。通过Nikon数字相机快速拍摄不同静水压力(介质水的溶气量是0.91mg/L),不同驱动功率1000W、2000W和3000W下,球形集声器焦点处空化泡群的活动情况。利用Matlab对数码相机拍得的照片进行处理,并与标尺进行对比得到空化泡群的面积。在暗室环境下,Nikon相机拍摄不同静水压力(介质水的溶气量是0.91mg/L)、不同驱动功率1000W、2000W和3000W下空化泡群的发光情况。2.本部分采用球形集声器的参数同上。通过em ICCD相机拍摄不同静水压力(介质水的溶气量是0.91mg/L)、不同驱动功率1000W、2000W和3000W下焦点处的多泡发光(Multi-bubble Sonoluminescence,MBSL)。通过系统自带的Lightfield软件测量多泡发光强度。利用Matlab对em ICCD拍得的图像进行灰度化、二值化和去噪,并统计焦点处像素点个数反映空化泡群发光区域随静水压力的变化。根据弧度公式算得不同静水压力下多泡发光的弧度,以期反映静水压力对空化泡群多泡发光形状的影响。通过软件Origin对发光区域的数据进行平面和叁维显示,反映空化泡群剧烈活动的能量分布和能量变化。3.本部分采用球形集声器的参数同上。通过光谱仪拍摄驱动功率为2000W、不同静水压力(介质水的溶气量是0.91mg/L)下和静水压力是3.3MPa,不同驱动电压下焦点处多泡声致发光的光谱。在一定波长范围内,对光谱曲线进行积分得到光强面积,以期反映空化泡群的活动情况。结果1.静水压力从0.1MPa加压至10MPa,空化泡群的活动面积逐渐减小。静水压力为0.1MPa时,空化泡群的面积最大,呈“烟花状”;静水压力为10MPa时,空化泡群的面积最小,呈“点状”;静水压力从2MPa增加至10MPa,空化泡群的面积变化不明显。静水压力一定时,随着驱动功率增加,空化泡群的面积逐渐增大。常压下,驱动功率越大,在液体中形成的空化泡群面积越大。在暗室环境下,当驱动功率相同时,静水压力越大,焦点处的发光区域越明显。静水压力一定时,驱动功率越大,多泡发光越明显,越容易出现声致发光。2.驱动功率一定时,静水压力从0.1MPa增加至10MPa,空化泡群的平均发光强度逐渐增强,发光形状逐渐趋于一个圆且发光区域逐渐变大,空化泡群的能量分布越密集。在空化泡群的中心不是活动最剧烈。静水压力一定时,随着驱动功率增加,空化泡群的发光强度逐渐增强且发光区域逐渐变大。3.驱动功率2000W时,静水压力越大,光谱曲线的光强积分面积越大,这说明静水压力增强球形集声器焦点处可约束的多泡声致发光强度。静水压力一定时,驱动功率越大,光谱曲线的光强积分面积越大,焦点处可约束的多泡声致发光强度越强。结论1.驱动功率一定时,随着静水压力的增加,空化泡群的活动范围逐渐减小,多泡声致发光的范围逐渐变大,多泡声致发光区域逐渐趋于圆,多泡声致发光的强度逐渐增强,空化泡群具有的能量越高且分布越密集。在一定波长范围内,对光谱曲线进行面积积分反映多泡声致发光产生的光子能量增加。2.静水压力一定时,随着驱动功率的增加,空化泡群的活动范围逐渐变大,多泡声致发光的范围逐渐变大,多泡声致发光的强度逐渐增强,多泡声致发光区域趋于圆。静水压力越大,不同驱动功率对空化泡群活动范围的影响很小。在一定波长范围内,对光谱曲线进行面积积分反映多泡声致发光产生的光子能量增加。(本文来源于《重庆医科大学》期刊2017-05-01）
耿昊,屠娟,章东[4]（2014）在《球形腔聚焦换能器的非线性声场建模》一文中研究指出0引言高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)作为一种新型无创肿瘤治疗技术,已经成为研究焦点。传统的声聚焦方法有:透镜式、相控阵球壳式等。但声波衍射效应会影响聚焦精度,通常声轴线上的焦域长度约为10个波长,垂直声轴线的焦域直径约为1-2个波长。采用两个尺寸相同、位置相对的半球换能器构成一个球面驻波聚焦腔(换能器的表面同时为超声波的发射面和强反射面),当球心处直接聚焦的声波和各次反射的声波相位相同时,将在球心形成驻波(本文来源于《2014年中国声学学会全国声学学术会议论文集》期刊2014-11-29）
张喆[5]（2014）在《球形腔聚焦换能器的非线性声场及组织损伤形成研究》一文中研究指出球形腔聚焦换能器是一种特殊形式的聚焦换能器,在亚波长焦域内形成高强度声压,在高强度聚焦超声(HIFU)治疗中具有潜在应用前景。本论文研究球形腔聚焦换能器的非线性声场,以及在组织中形成的组织损伤。主要工作包括：(1)采用Westervelt非线性方程并结合时域有限差分法,建立了球形腔聚焦换能器的非线性声场的数值模型,并与传统球形聚焦换能器进行了对比。(2)结合生物传热学理论研究球形集声器在生物组织中形成的组织损伤,并与实验进行了讨论及比较。(3)比较了打点式治疗与线性扫描治疗对形成组织损伤的影响,并对线性扫描模式下的声功率进行了讨论研究。研究结果表明：(1)球形腔聚焦换能器与同尺寸壳形聚焦换能器相比,焦点正声压增益提高约8.5倍,且焦域精度更高,-6dB聚焦区域在z方向减小约20倍,达到次波长尺度。(2)采用430kHz、内径为240mm的球形腔聚焦换能器(表面声压为53kPa)对肝组织作用2s,可以形成小于波长尺度的组织损伤。理论计算结果与实验结果符合得较好,并且理论模型可优化球形腔聚焦换能器的开口孔径。研究结果表明球形集声器可应用于肿瘤的精细超声治疗。(3)利用线性扫描可以形成边界平滑的组织损伤,可应用于球形腔聚焦换能器的治疗。(本文来源于《南京大学》期刊2014-08-01）
耿昊,邱媛媛,章东[6]（2014）在《球形腔聚焦换能器的非线性声场建模》一文中研究指出球形腔聚焦换能器是一种特殊形式的聚焦换能器。为理论证实球形腔聚焦换能器能突破传统超声聚焦在聚焦精度和聚焦增益上的限制,采用Westervelt非线性方程并结合时域有限差分法,建立了球形腔聚焦换能器的非线性声场的数值模型。数值计算了直径为120 mm的0.6 MHz球形腔聚焦换能器的非线性声场,并与传统球壳形聚焦换能器进行了对比。当激励声压为100 kPa时,球形腔聚焦换能器与同尺寸壳形聚焦换能器相比,焦点正声压增益提高约8.5倍,且焦域精度更高,-6 dB聚焦区域在z方向减小约20倍,达到次波长尺度。研究表明球形腔聚焦换能器在高强度聚焦超声精细治疗上具有潜在的应用前景。(本文来源于《声学学报》期刊2014年03期）
李婷兰[7]（2013）在《高分辨感应测井仪数字球形聚焦系统研究》一文中研究指出本文以电法测井基本理论原理为基础，结合我国各大油田薄油储层的勘探开发的实际需求，以高分辨感应测井仪为参照，对感应测井和数字球形聚焦测井系统进行了研究。本文的主要内容包括：感应测井和球形聚焦测井的理论研究和探测性能分析、仪器井下系统的电路分析以及调试实验。以感应测井理论中的双线圈系结构为基础，采用高分辨率的五线圈系结构，该结构增加了仪器的径向探测深度和纵向分辨率；使用数字聚焦的方法实现传统球形聚焦测井，不仅很大程度缩小了仪器体积，而且提高了仪器的稳定性以及可维护性；在机械结构方面，本文采用将感应线圈系和聚焦电极系径向重复布局的方式，缩短了仪器长度，方便了装载运输和进行多参数组合测井。仪器整个井下系统电路以FPGA和DSP为核心，实现对仪器工作状态的控制和数据处理：系统采用丨6位高精度A/D转换器，实现井下测井信号的数字化。对井下各个功能模块的电路进行了仿真、调试，且对球形聚焦测井进行了模拟地层实验。通过本课题的研究，实现井下系统的数字化，FPGA、DSP以及高精度A/D转换器的使用，不仅实现球形聚焦测井的数字聚焦方法，而且改善了仪器的性能。体现了测井仪器内集成化、数字化、高分辨率方向发展的趋势，同时也有利于促进我国测井技术的发展。(本文来源于《西安石油大学》期刊2013-05-20）
文峰[8]（2012）在《力争继续领跑世界无创医疗技术》一文中研究指出本报讯 （ 文峰）“重大原始创新成果离不开先进科研仪器设备的支撑。”近日，重庆海扶医疗科技股份有限公司总经理蒋钢接受本报采访时表示，海扶正在牵头研制“球形聚焦集声系统”，如果成功，将进一步提升海扶在超声医学领域的原始创新能力，继续领跑世界无创医疗技术(本文来源于《重庆日报》期刊2012-09-17）
翟志刚,司廷,邹立勇,罗喜胜,杨基明[9]（2012）在《重气体球形界面中激波聚焦的数值研究》一文中研究指出数值研究了球形重气体界面中的激波聚焦现象。基于二维轴对称的VAS2D算法,在相同强度的入射激波条件下,对SF_6,R22以及Kr叁种不同密度的气体界面中透射激波的聚焦效应进行了分析。此外,也分析了同一种气体界面在不同强度入射激波条件下内部透射激波的聚焦效应。结果表明,对于相同强度的初始入射激波而言界面内的气体密度越大,入射激波与透射激波之间的速度差异越大,透射激波的曲率越大,等效聚焦半径越小,透射激波的聚焦效应就越强;对于同一种气体界面而言,初始激波强度越大,入射激波与透射激波之间的速度差异越小,透射激波的曲率越小,等效的聚焦半径就越大,透射激波的聚焦效应就越弱。界面内透射激波的聚焦能力不仅与初始激波强度有关,同时与界面内流体的密度有关。(本文来源于《第十五届全国激波与激波管学术会议论文集（下册）》期刊2012-07-13）
赵继芝,江月松,欧军,叶继海[10]（2012）在《球形粒子在聚焦拉盖尔-高斯光束中的散射特性研究》一文中研究指出研究了球形粒子在聚焦拉盖尔-高斯光束中的散射特性.根据广义Mie理论,推导出球形粒子在聚焦拉盖尔-高斯光束中散射系数的解析公式.针对光束的电场分布及粒子散射强度进行了数值仿真,讨论了散射强度随散射角、散射球粒子半径和拓扑荷的变化特性,并通过散射系数解释了散射强度分布的振荡现象.结果表明,在聚焦拉盖尔-高斯光束照射下,球形粒子的后向散射强度随着粒子半径的增大而逐渐增大;后向散射强度开始增大时对应的粒子半径与拓扑荷有关.通过与高斯光束的对比,可以看出球形粒子在聚焦拉盖尔-高斯光束中散射特性的差异,使其在粒径测量、光通信和大气后向散射探测等方面具有潜在应用价值.(本文来源于《物理学报》期刊2012年06期）
球形聚焦论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)肿瘤治疗技术以其非侵入性、无毒副作用和可重复施治等特性已成功应用于子宫肌瘤、乳腺癌、前列腺癌和肝癌等实体软组织肿瘤的临床治疗,但对于有颅骨包裹的脑肿瘤治疗而言,由于颅骨的非均质性结构及其与周围脑组织声学特性差异较大,声波在经颅传播时发生相位畸变和幅值衰减,导致颅骨处能量沉积而损伤颅骨及周边组织、焦域处能量不足而无法致死病变组织等临床问题的发生。近些年研发的大开口半球形相控换能器可使超声辐照颅骨表面面积最大化,可降低颅骨中的热沉积,并成为众多研究者关注的热点之一。研究目的HIFU经颅脑肿瘤治疗中,相控换能器是核心部件,换能器结构和工作参数直接影响形成焦域的声压场和温度场分布,研究其结构设计和调控方法有利于实现无创、精准、有效的HIFU经颅脑肿瘤治疗。本文通过对小开口换能器的结构和工作参数的设计,数值仿真研究其形成温度场的变化规律来设计HIFU经颅治疗用大开口半球形相控换能器,并对其形成声压场和温度场特性进行数值仿真研究;通过选择大开口换能器的全部或部分阵元激励的方法,研究具有小开口和大开口半球形相控换能器特性的HIFU经颅治疗相控换能器,增强换能器形成焦域的可调性,为HIFU脑肿瘤临床治疗提供技术方法和理论依据。研究方法基于本实验室设计随机分布82阵元相控换能器的设计方法,在Matlab计算平台上分别设计开口直径100mm的小开口半球形相控换能器和开口直径300mm的大开口半球形相控换能器,并结合人体头颅CT扫描数据,分别建立小开口换能器的叁维HIFU经脑组织传播的数值仿真模型和大开口换能器的叁维HIFU经颅数值仿真模型;基于时间反转的数值拟合相位调控方法(Phase Modulation by Fitting,PFM)获取换能器阵元的激励信号;在GPU并行运算平台上(容天SCS4450(双核CPU/2.6GHz/内存128GB/显存96GB))应用CUDA C语言FDTD(Finite Difference Time Domain)数值解析Westervelt声波非线性传播方程和Pennes生物热传导方程,研究其形成声压场和温度场,并以声压场旁瓣与主瓣最大声强比值0.25作为安全阈值判断其声场特性,以54℃以上区域为可治疗焦域研究其形成焦域温度场特性。研究结果1.小开口换能器(1)换能器激励频率为0.5MHz~0.8MHz时,焦域中心温度随激励频率的增加逐渐升高,54℃以上治疗焦域短轴几乎不变,长轴逐渐减小;当频率为0.8MHz~1.0MHz时,温度场内旁瓣逐渐增多,焦域中心温度随激励频率的增加逐渐降低,54℃以上治疗焦域长轴和短轴均逐渐减小。(2)当换能器激励面积比为32%和35%时,焦域中心温度均随阵元半径的增大和阵元数的减少先升高后逐渐降低,54℃以上治疗焦域长轴、短轴变化与温度变化相一致,均先增大后减小;当换能器激励面积比为41%时,焦域中心温度随阵元半径的增大和阵元数的减少逐渐升高,54℃以上治疗焦域长轴、短轴基本不变。2.大开口换能器(1)当大开口换能器激励面积比为32%时,焦域较小,旁瓣温度较高,激励面积比为41%时,焦域中心温度较高,温度场内几乎没有旁瓣。(2)大开口换能器沿声轴(x轴)上设定不同的焦点聚焦时,随着设定焦距值的增大,焦点处声压幅值先增大后减小、旁瓣与主瓣的最大声强比值先减小后增大;焦域中心温度先升高后降低,旁瓣温度先降低后升高,54℃以上治疗焦域长轴、短轴均先增大后减小。当设定焦距为144mm时,焦域中心声压最低,,旁瓣与主瓣最大声强比值远远超过了安全阈值0.25,且未形成54℃以上可治疗焦域;当设定焦距值为174mm时,焦域中心温度未达到54℃的温度阈值。(3)大开口换能器在过半球形相控换能器的球心点(150,150,150)(单位:mm)沿y轴调控聚焦时,随着偏离声轴x轴距离的增大,焦域中心声压逐渐减小,旁瓣逐渐增多且声压逐渐增大,旁瓣与主瓣的最大声强比值逐渐增大,焦域中心温度逐渐降低,旁瓣温度逐渐升高,54℃以上治疗焦域长轴、短轴均逐渐减小。在偏离声轴6mm聚焦时,焦平面内出现大量旁瓣,且旁瓣与主瓣的最大声强比值超过安全阈值0.25,焦域中心温度未达到54℃的温度阈值。(4)大开口换能器在过球心点沿z轴聚焦时,随着偏离声轴x轴距离的增大,焦域中心声压逐渐减小,旁瓣逐渐增多且声压逐渐增大,旁瓣与主瓣的最大声强比值逐渐增大,但均小于安全阈值0.25;焦域中心温度逐渐降低,旁瓣温度逐渐升高,54℃以上治疗焦域长轴、短轴均逐渐减小。在偏离声轴6mm聚焦时,未形成54℃以上可治疗焦域。(5)激励全部阵元聚焦时,大开口半球形相控换能器声轴x轴方向上的调控范围为150~168mm;y轴和z轴方向上的安全可调范围为离轴3mm。(6)通过激励换能器接近基底中心的45阵元,可在声轴x轴上设定焦距为138mm和144mm处形成可治疗焦域,y轴和z轴方向上均可在偏离声轴6mm处形成可治疗焦域,声轴方向的焦域调控范围扩至138~168mm,y轴和z轴方向上的焦域调控范围扩至偏离声轴6mm。研究结论1.小开口换能器激励面积比参数可应用于大开口换能器的设计。2.大开口换能器适用于脑深部肿瘤治疗,但其可调控范围较小。3.通过选择部分阵元激励的方法,可在大开口换能器的基底上实现小开口换能器聚焦,扩大半球形相控换能器焦域的调控范围。本研究利用开口直径100mm小开口换能器的温度场变化规律设计了开口直径300mm的256阵元随机分布半球形相控换能器,通过选择大开口换能器部分阵元激励,在大开口换能器中实现了小开口换能器聚焦,扩大了焦域调控范围,将来研发具有大与小开口换能器优势互补的HIFU经颅脑肿瘤治疗相控换能器成为可能。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
球形聚焦论文参考文献
[1].张闹,张波,刘子龙,刘亚欣.强聚焦拉盖尔-高斯光场中球形粒子的受力[J].光散射学报.2019
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[3].陈宗桂.不同静水压力下球形聚焦集声器焦点处空化泡群活动的研究[D].重庆医科大学.2017
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