[发明专利]基于随机分布82阵元相控超声换能器多频分区激励方法

权利要求书

1.一种基于开颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，包括以下步骤：

S1：根据阵元三维空间坐标位置将各个阵元划分为不同激励区域；

S2：在各个分区激励面积相等的条件下，针对不同分区的阵元施加不同工作频率的正弦波；

S3：在开颅状态下的数值仿真模型中对82阵元随机分布相控阵超声换能器进行多频区激励，激励信号为

其中j为区域编号，i为阵元标号，f_j为j区域的激励频率，I₀为换能器各阵元激励信号输入声强，为j区域i阵元上激励信号初始相位；

数值仿真频率分区数目及相邻区间频率差变化时焦域温度、体积、所需输入功率和治疗时间的变化情况，确定聚焦性能最优时的频率分区数目及相应频率组合。

2.根据权利要求1所述的一种基于开颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，其特征在于：所述82阵元随机分布相控阵超声换能器各个阵元激励信号的相位独立可调，分布在不同区域的阵元激励频率不同。

3.根据权利要求1所述的一种基于开颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，其特征在于：通过数值仿真筛选聚焦效果较好时的激励频率范围为0.7-0.8MHz，并基于二分法在筛选出的频率范围内逐步缩小相邻区间的频率差。

4.根据权利要求1所述的一种基于开颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，其特征在于：在进行不同频率分区数目及不同频率组合下聚焦性能比较时，须保证相关激励参数一致，所述激励参数包括输入声功率、辐照时间和焦域最高温度。

5.一种基于经颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，包括以下步骤：

S1：根据阵元三维空间坐标位置将各个阵元划分为不同激励区域；

S2：在各个分区激励面积相等的条件下，针对不同分区的阵元施加不同工作频率的正弦波；

S3：在开颅状态下的数值仿真模型中对82阵元随机分布相控阵超声换能器进行多频分区激励，激励信号为

其中j为区域编号，i为阵元标号，f_j为j区域的激励频率，I₀为换能器各阵元激励信号输入声强，为j区域i阵元上激励信号初始相位；

数值仿真频率分区数目及相邻区间频率差变化时焦域温度、体积、所需输入功率和治疗时间的变化情况，确定聚焦性能最优时的频率分区数目及相应频率组合；

S4：基于开颅模型中获得的聚焦效果最优时的频率分区数目对经颅模型中的82阵元相控换能器进行两分区激励，激励信号为

其中I_ji为j区域i阵元上激励信号输入声强；

数值仿真相邻区间频率差变化时焦域温度、体积、所需输入功率和治疗时间的变化情况，确定聚焦性能最优时的频率组合。

6.根据权利要求5所述的一种基于经颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，其特征在于：所述82阵元随机分布相控阵超声换能器各个阵元激励信号的相位、幅值均独立调节，分布在不同区域的阵元激励频率不同。

7.根据权利要求5所述的一种基于经颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，其特征在于：通过数值仿真筛选聚焦效果较好时的激励频率范围为0.7-0.8MHz，并基于二分法在筛选出的频率范围内逐步缩小相邻区间的频率差。

8.根据权利要求5所述的一种基于经颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，其特征在于：在进行不同频率分区数目及不同频率组合下聚焦性能比较时，须保证相关激励参数一致，所述激励参数包括输入声功率、辐照时间和焦域最高温度。

9.根据权利要求5所述的一种基于经颅状态下82阵元随机分布相控阵超声换能器的多频分区激励方法，其特征在于：为了在相同辐照时间的条件下与开颅模型形成基本相同的焦域温度，将经颅模型中的输入总功率设置为开颅模型的3倍。