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基于虚拟仪器技术的聚焦超声换能器电声转换效率自动测试系统
聚焦超声换能器是超声治疗设备的核心部件,电声转换效率是衡量其性能重要指标之一,实际工作中常以电声转换特性来确定治疗系统的工作频率和驱动参数,这对其测试系统的准确性、效率和便捷性提出很高的要求.为此,构建一套自动测试系统,采用基于定向耦合器的电功率计来测量换能器的输入电功率;运用辐射力天平测量换能器输出声功率;基于虚拟仪器技术开发上位机自动测试软件,实时采集和处理测量数据.基于所开发的自动测试系统,测试换能器在不同频率和驱动功率下的电声转换效率,采用变异系数对系统的稳定性进行分析,并与人工测试方法作对照.结果表明,测试系统具有较好的准确性,且单次测试时间可缩短5倍以上,在驱动功率分别为10、20和30 W情况下,自动测试系统(变异系数分别为4.06％、4.31％、4.65％)比人工测试(变异系数分别为4.14％、4.69％、5.83％)更稳定,满足测试系统应用需求.
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聚焦超声换能器的频率和曲率半径对生物学焦域的影响
目的探讨聚焦超声换能器的物理参数--频率(f)、曲率半径(R)对生物学焦域的影响,为优化设计适合临床应用的聚焦超声换能器提供实验依据.方法运用JC-A型Haifu聚焦超声肿瘤治疗系统,使用3种聚焦超声换能器,以一定的超声剂量定点辐照新鲜离体牛肝脏,辐照结束后沿凝固性坏死大面剖开,测量生物学焦域的长、短轴和体积.结果对于任一种聚焦超声换能器,辐照深度一定时,生物学焦域的体积随换能器辐射声功率、辐照时间的增大而增大.在一定的换能器辐射声功率和辐照时间下,辐照深度一定时,当聚焦超声换能器其他物理参数固定时,生物学焦域的体积随换能器频率的增大而增大,而生物学焦域的形态指数随频率的增大而减小;而当聚焦超声换能器的其他物理参数固定时,生物学焦域的体积和形态指数随透镜曲率半径的增大而增大.结论生物学焦域除了与声功率、辐照时间、辐照深度以及组织结构、功能状态有关外,还与聚焦超声换能器的物理参数如频率(f)、曲率半径(R)有关.在临床运用中,应根据临床方案优化设计适合临床应用的一定频率(f)和曲率半径(R)的聚焦超声换能器.
