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申请/专利权人：南京师范大学
申请日：2024-04-03
公开（公告）日：2024-06-21
公开（公告）号：CN118216978A
主分类号：A61B17/225
分类号：A61B17/225
优先权：
专利状态码：在审-公开
法律状态：2024.06.21#公开
摘要：本发明提供了一种方向可控的聚焦超声推石方法，属于医学超声治疗和声操控技术领域。本发明利用单频信号激励聚焦扇形换能器阵列构建聚焦声场，利用声辐射力实现焦点处结石的可控方向推动。基于声散射原理建立基于聚焦扇形换能器阵列的在轴刚性小球的声辐射力理论，通过声源声压调控实现不同尺寸结石的沿轴推动，通过环形扇区角度调制实现方向可控的超声推石。本发明无须复杂的实时相控和高精度机械移动，利用单一功率信号驱动聚焦扇形换能器阵列的相关扇区，实现焦点的精确定位和结石运动方向的灵活调控，具有系统结构和电路控制简单，定位准度高，推动方向灵活和准确等优点，适用于不同体位的临床推石应用，为无创结石治疗提供了一种实用新技术。
主权项：1.一种方向可控的聚焦超声推石方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用单频正弦信号激励扇形聚焦换能器阵列，在焦点处形成椭球状焦域；在调控扇区的激励声压，基于沿声轴放置结石的声散射构建轴对称分布的声场，并通过入射场、散射场和合声场的计算在轴结石所受到的轴向和径向声辐射力，实现沿轴和偏轴的超声推石；S2、在扇形换能器阵列的环形等幅调制条件下构建聚焦声场，通过激励声压调节实现焦域内的声压和声辐射力调控，分析轴向声辐射力的分布特性，建立声辐射力与粒子运动的映射关系，提出一种聚焦超声的轴向推石方法；声场焦域范围内都可产生轴向推力，而推石能力由声源声压决定，可推结石尺寸由声场焦域半径确定，最终实现超声推石参数优化；S3、引入环形扇区角度调制构建偏轴聚焦声场，通过激励和关闭扇形声源的扇区角度来调节聚焦声场分布，实现轴向径向声辐射力的调控，完成结石运动速度和偏转角的调控，其大小和范围可以由换能器的结构参数和声源声压控制，结构参数包括扇区数，焦距，半径；S4、构建水平超声推石实验系统，通过环形等幅调制和环形扇区角度调制激励N扇区聚焦扇形换能器阵列，在水平面内推动焦点处的刚性小球完成沿轴和偏轴运动，并利用高速相机垂直拍摄刚性小球在平面内的运动轨迹，通过图像处理计算不同位置的速度和加速度，进一步计算其所受到的声辐射力及其偏转角度，证明聚焦扇形换能器实现可控方向超声推石的可行性。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 南京师范大学 一种方向可控的聚焦超声推石方法
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