王洵之，李伟东，罗 曼，陈 沉，曾德平,

（1.超声医学工程国家重点实验室，重庆医科大学生物医学工程学院，重庆市生物医学工程学重点实验室，重庆 400016；2.超声医疗国家工程研究中心，重庆 401121）

0 引 言

高强度聚焦超声换能器传统的聚焦方式有凹球面自聚焦[1-2]、声透镜聚焦[3]、多阵元聚焦[4]以及电子相控阵聚焦[5-6]等方式，这类聚焦称为行波聚焦，它们形成的-6 dB声焦域形态为雪茄形，通常其短轴尺寸在 1～2个波长（λ）之间，长轴尺寸在5～10个波长（λ）之间[7]，长轴与短轴之比大于3，使得超声能量较为分散，聚焦精度较低。为提高聚焦精度及获得较好的焦域形态，研究人员提出了球形驻波场聚焦，可改善焦域形态，并设计出相应的超声换能器。2006年，重庆融海超声医学工程研究中心有限公司发明了一种球形腔超声换能器，实现了对超声场的有效聚集和控制[8]。2013年Li等进行了数值模拟和实验研究，结果均表明球形腔换能器形成的焦域被密集压缩到亚波长尺度，使聚焦超声能量更为集中[9]。2014年耿昊等的研究结果表明，球形腔换能器在球心处可产生比传统壳形换能器更高的聚焦增益和亚波长焦域[10]。2018年岳帅等研究发现，球形腔换能器声路径上分布的声强较低，焦域能量集中且能量耗散较小[11]。

上述是基于球带腔形换能器的研究，这种结构的换能器最大的优点是可在球心处形成亚波长焦域，且焦域的长轴与短轴之比接近 1，即焦域形态接近球形，焦点的能量更为集中，有更高的声压。……