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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明公开一种上百阵元相控阵脉冲超声多焦点组织毁损控制方法和系统，方法包括以下步骤：根据需求调控各个阵元的激励幅度和相位，控制相控阵产生不同的焦点模式；基于不同的焦点模式进行两阶段的毁损：第一阶段利用第一脉冲超声作用于靶点的实验样本，诱导产生空化微泡和沸腾气泡，使靶区实验样本初步均匀化，形成疏松结构；第二阶段利用第二脉冲超声彻底机械粉碎和均匀化靶区实验样本；第一脉冲和第二脉冲为百微秒或毫秒长脉冲；第一脉冲聚焦超声波的占空比为3％～10％；第二脉冲聚焦超声波的占空比为2％。这种脉冲超声序列能有效利用空化微泡和沸腾气泡的活动，减少形成损伤所需超声激励时间，加之相控阵换能器能同时产生多个焦点，增大单次毁损的区域，因此本发明可以从时间和空间上有效提高组织毁损的效率。

主权项：1.一种上百阵元相控阵脉冲超声多焦点组织毁损控制系统，其特征在于，包括换能器与波形驱动子系统；换能器与波形驱动子系统包括上百阵元相控阵换能器及驱动系统；驱动系统经过阻抗匹配网络连接上百阵元相控阵换能器，每个阵元都连接独立的驱动通道；相控阵换能器的驱动系统使用Verasonics系统，使用Matlab软件编程实现焦点控制算法以及设置Verasonics系统中的相关参数，实现对相控阵焦点模式和驱动波形的控制；利用上百阵元的相控阵换能器进行毁损，每个阵元的幅度和相位都独立可控，通过调控各个阵元的激励幅度和相位产生多种模式的焦点声场分布，形成所需形状、大小和位置的焦域，定向适形毁损；多焦点模式增大单次毁损的区域，缩短组织毁损时间；相控阵还能够在不移动换能器的情况下实现焦点位置的移动；控制相控阵产生不同的焦点模式具体包括：相控阵的声场计算方法和使用优化算法控制相控阵的焦点模式；利用遗传算法计算出不同焦点模式下换能器每个阵元的最优驱动信号，以产生单焦点、双焦点、四焦点的多种模式的声场分布；用于组织毁损的换能器为相控阵换能器，换能器中央带圆孔，用于放置超声监测探头；所述控制系统用于执行以下步骤：根据需求调控各个阵元的激励幅度和相位，控制相控阵产生不同的焦点模式；基于不同的焦点模式进行两阶段的毁损：第一阶段利用第一脉冲超声作用于靶点的实验样本，诱导产生空化微泡和沸腾气泡，使靶区实验样本初步均匀化，形成疏松结构；第二阶段利用第二脉冲超声彻底机械粉碎和均匀化靶区实验样本；第一脉冲和第二脉冲为毫秒长脉冲，毫秒长脉冲通过增强沸腾气泡的活动来进行毁损；第一脉冲聚焦超声波的占空比为3％～10％；第二脉冲聚焦超声波的占空比为2%；第一脉冲和第二脉冲使用毫秒长脉冲时，第一脉冲重复频率PRF=8~20Hz，单个脉冲持续时间PD=2~10ms，每组脉冲重复次数S1=15~90次；第二脉冲重复频率PRF=8~20Hz，单个脉冲宽度PD=2~10ms，每8~30组脉冲作用过后会有1~5s的停止时间，组合脉冲重复次数S2=4~10次；基于不同的焦点模式进行两阶段的毁损之前还包括调节实验样本位置至相控阵的焦区的步骤，具体包括：使用连续波模式在实验样本中打出热损伤，然后使用两束激光相交于损伤处，交点作为换能器的近似焦点，最后用三维定位系统将实验样本移动至近似焦点处。

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