高发伟, 郭 甲, 王祥达,2, 张晓红

(1.乳源瑶族自治县东阳光化成箔有限公司, 广东 韶关 512721;2.乳源瑶族自治县东阳光实业发展有限公司, 广东 韶关 512721;3.湖南理工学院 机械工程学院, 湖南 岳阳414006)

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound, HIFU)通过体外超声换能器将低强度超声波会聚到体内目标病灶组织处形成高强度聚焦超声, 利用高强度聚焦超声产生的温升、空化和机械效应等, 使目标病灶组织发生凝固性坏死, 同时不会损伤周围正常生物组织, 从而实现无创治疗病灶组织的目标[1～3].目前, 典型的HIFU系统中主要采用球形弯曲的凹面超声换能器作为治疗头.这种治疗头一般包含单个、数十个、数百个或者上千个阵元, 其存在一个固有聚焦点(即球心), 从而可以简单方便地在该位置附近实现高强度的超声波能量聚集[4～13].但是, 这种治疗头在距离其球心相对较远的位置则无法取得很好的超声聚焦效果.如果想在较大的空间范围内实现比较好的超声聚焦效果, 就必须借助机械移动系统完成焦点空间位置的切换, 从而导致HIFU治疗时间相对较长.

为了尽可能缩短HIFU治疗时间, 减轻患者的痛苦, 可以采用全电子式的调控方式来实现焦点空间位置的切换.单次全电子式的焦点调控耗时取决于电子驱动系统和换能器的电激励响应, 一般在毫秒级; 相比于秒级的机械移动式的焦点调控耗时, 焦点调控时间大大减少, 从而可以缩短HIFU治疗的时间.Ellens等人的一系列研究验证了通过平面……