刘晓宙 龚秀芬 卢 莹

（近代声学教育部重点实验室，南京大学声学研究所，南京 210093）

引言

随着医学超声的发展，超声不仅广泛地应用于疾病的诊断，还应用于肿瘤等的治疗，特别是高强度聚焦超声（HIFU）的出现，为治疗超声的应用开辟了一个新的领域［1-2］。目前，HIFU的应用虽已经获得了巨大的成功，但若干基础问题亟待解决，如治疗超声中的非线性效应、空化效应、温度场的估计及无损测温等。吴君汝等理论分析了高斯聚焦声束引起的温度提升［3］，及高斯聚焦声束在组织和骨界面引起的温度提升［4］；Bacon实验研究了聚焦超声引起的温度提升［5］；吴君汝等实验测量了聚焦和非聚焦超声引起的温度变化［6］；薛洪惠等研究了聚焦超声波通过层状生物媒质的二次谐波声场［7］；钱盛友等使用Madsen的方法计算了聚焦超声的声场并研究了在热疗中由超声作用下引起的温度场分布［8］；但轴对称的计算无法直接应用于研究肋骨这样的非轴对称障碍物后方的非线性声场，李俊伦等研究了超声波通过肋骨后的三维声场［9］；朱晓峰等用角谱近似的方法研究了聚焦超声穿过层状生物媒质后的二次谐波声场分布［10］。刘晓宙等理论和实验得到了超声波通过肋骨后的温度场［15］。目前的研究主要是利用Khokhlov-Zabolotkaya-Kuznetsov（KZK）方程［11］和生物热传导方程（Pennes方程）［12］来研究HIFU辐照后生物体的温度场［13-14］。但由于活塞聚焦换能器声场的复杂性，活塞聚焦超声引起的温度提升的理论研究往往是通过数值计算获得，温升与换能器参数的关系并不明确。……