一种简易的HIFU声场测量辅助工具
认识声波的特性制作简易声波探测装置
认识声波的特性制作简易声波探测装置在我们的日常生活中，声音无处不在。
无论是美妙的音乐、人们的交谈，还是自然界的风声雨声，都是由声波传递而来。
声波，这个看似抽象却又实实在在影响着我们生活的物理现象，有着许多独特的特性。
而通过理解这些特性，我们甚至可以亲手制作一个简易的声波探测装置，来更深入地探索声音的奥秘。
首先，让我们来了解一下声波的几个关键特性。
声波的传播速度是一个重要的特性。
在常温常压下的空气中，声波的传播速度大约是 340 米每秒。
这意味着当我们听到远处的声音时，声音实际上已经经过了一定的时间才传到我们的耳朵里。
比如，我们看到远处放烟花，往往是先看到烟花绽放的光芒，然后才听到爆炸声，这就是因为光的传播速度比声波快得多。
声波的频率决定了声音的音调高低。
频率越高，音调就越高；频率越低，音调就越低。
像女高音歌唱家能唱出高亢的音符，就是因为她们发出的声波频率较高；而男低音的歌声则通常具有较低的频率。
声波的振幅则与声音的响度有关。
振幅越大，声音越响亮；振幅越小，声音越轻柔。
当我们调节音响的音量时，实际上就是在改变声波的振幅。
了解了声波的这些特性后，接下来我们就可以动手制作一个简易的声波探测装置了。
所需材料有：一个麦克风、一个放大器电路、一块Arduino 开发板、一个显示屏以及一些导线和电阻电容等电子元件。
首先，麦克风是用来接收声波并将其转换为电信号的。
市面上有很多不同类型的麦克风可供选择，比如驻极体麦克风，它体积小、价格便宜，非常适合我们的简易装置。
放大器电路的作用是将麦克风输出的微弱电信号放大，以便后续处理。
我们可以使用运算放大器芯片来搭建一个简单的放大电路，通过调整电阻的值来控制放大倍数。
Arduino 开发板则是整个装置的控制核心。
它可以接收放大后的电信号，并进行处理和计算。
通过编写相应的程序，我们可以让 Arduino 开发板分析电信号的频率和振幅等信息。
显示屏用于显示探测到的声波相关数据，比如频率和振幅的数值。
聚焦换能器声强和声功率测量方法研究
聚焦换能器声强和声功率测量方法研究于群;王月兵;曹文旭;汤卓翰【摘要】针对聚焦声场的特点，以及辐射力天平（RFB）只能获得单一功率指标的缺点，提出一种基于近场测量法的聚焦换能器声强和声功率评价方法。
通过声场测量系统对聚焦换能器预聚焦区域中两个平面上的声压扫描测量，运用声强法得到聚焦换能器的声强分布以及辐射声功率。
采用活塞换能器的远场测量法与近场测量法进行比对，两种方法得到的声功率误差不超过12%。
比较预聚焦区域声功率值和焦点处声功率值，分析声功率评价方法的准确性。
发现聚焦声场中不同位置处的声功率值一致性误差＜5%，同一位置处的声功率值重复性误差＜2%。
结果表明，近场测量法适用于对聚焦换能器声强和声功率的评价，可有效避免直接测量对测量设备的损坏，同时还克服双水听器声强互谱法频率上限低以及测量系统相位不匹配的缺点。
%According to the features of focused sound field and given that radiation force balance (RFB) can only obtain a single power indicator, the paper proposes a method for evaluating sound intensity and sound power of focused transducer based on near-field measurement method. Sound field measurement system is used to have scanning measurement of the sound pressure on two planes within pre-focus area of focused transducer. Sound intensity method is used to obtain the sound pressure distribution and radiant sound power of focused transducer. Comparing the near-field measurement method and far-field measurement method of piston transducer, it is found that the error rate of sound power of the two methods is less than 12%. By comparing the sound power of pre-focused area and the sound power at point of focus and analyzing the accuracy ofsound power evaluating method, it is found that the sound power consistency error at different locations in focused sound field is less than 5% and the sound power repeatability of same location is less than 2%. Results show that the near-field measurement method is suitable for evaluating sound intensity and sound power of focused transducer as it avoids the damage of measured equipment caused by direct measurement effectively and also overcomes the disadvantages of the low upper limit of frequencyin measuring the cross-spectrum density of sound pressure between two hydrophones and the unmatched phase in measurement system.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2017(043)001【总页数】6页(P27-32)【关键词】应用声学;声功率评价方法;声强法;聚焦换能器【作者】于群;王月兵;曹文旭;汤卓翰【作者单位】中国计量大学计量测试工程学院，浙江杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院，浙江杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院，浙江杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院，浙江杭州 310018【正文语种】中文聚焦换能器有两种常用结构[1]：单元换能器和多元换能器阵列。
高强度聚焦超声(HIFU)的声场检测
（ ． 庆 医科 大学 医学超声 工 程研究 所 ； 庆市 一 部共 建超 声 医学工 程重点 实验 室 ， 庆 ４ ０ １ ； １重 重 科技 重 ００６ ２ 上 海交通 大学 生物 医学工 程系 ， ． 上海 ２０ ３ ） ０００
摘 要： 针对高强度聚 焦超 声（ Ｉ Ｕ 声场的特点 ， 高强度聚焦超声 （ ＩＵ） ＨＦ ） 对 Ｈ Ｆ 声场检 测的方法如 ， 辐射压力法、 水听
ｐ ｏ ｅ ｏ ｔ ａ ｂ ｒｄ ｔｃ ｏ ， ｐ ｃ ｅ ｅ ｔ ｎ ｈ ｎ ， ｐ ｉｌ ｆ ｃ ｉ ｅ ｅｅ ｔ ｎ ｏ ｔ ｓ ｄ ｔ ｃ ｏ ｉ ｉ ｉ
引 言
高强度聚焦超声 （ ＩＵ 近年来发展十分迅速 ， ＨＦ ）
成 为 医学超 声 工程 界 的研究 热 点 。 ＨＦ ＩＵ外 科 是 将 体外 低声 强 的超 声 波 通 过 某 种 聚 焦 手 段 （ 透 镜 、 声
４０ １ ； ． ｅａｔｅｔ ｆ ｉ ｄｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｓａｇａ Ｊ ｏ ｎ ｎｖｒｔ，ｈｎ ａ ２０３ ） ００６ ２ Ｄ ｐｒ ｎ ｏ ｏ ｉａ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｈｎｈｉ ｉ ｔ ｇＵ ｉｅｓ Ｓａｇ ｉ ０００ ｍ Ｂ ｍｅ ｎ ｎ ａｏ ｉ ｙ ｈｅ ｌ ａｏｎ （ ＩＵ）ｆ ｌ ｔ ｄｓｒ ｅ ｉ ｐｐ ｒ ｓｃ ｂ ｔ ｃ：ｈ ｔ ｄ ｆ ｅｅｔ ｎｏ ｈｓ ｉ ｅ ｉ ｃ ｓｄｕ ｒ ｕｄ Ｈ Ｆ ｒ ｈ ｄ ｉ ｈ ｎ ｎ ｔｆ ｔｓ ｉ ｄａｅ ｅｃ ｂｄｉ ｔ ｓ ａｅ， ｕｈａ ｅ ｉ ｎｈ ｓ
凹球 面 自聚焦 、 电子聚焦等 ） 汇聚到体 内 （ １ 图 所 示） 形成高强度聚焦声场。利用超声 波的热效应、 ， 机 械效应 和空 化效应 等达 到瞬 间 （ ． ） ０ ５～２Ｓ 灭活 肿 瘤组 织 的 目的 ， 而不 损 伤 正 常 组织 的一 种 新 方
学前科学实验制作简易的声音感应器
学前科学实验制作简易的声音感应器声音感应器是一种能够检测声音信号并将其转化为电信号的设备。
在学前科学教育中，通过制作简易的声音感应器可以让孩子们亲身体验声音传播和转化的过程，培养他们对科学的兴趣和探究能力。
本文将介绍如何制作一台简易的声音感应器，并探讨其原理和实际应用。
一、材料准备制作声音感应器所需的材料非常简单，主要包括：1. 电子零件：一个麦克风模块，一个电阻（一般为10k欧姆），一个运放集成电路LM358，两个电容（一般为0.1μF）。
2. 其他工具：面包板、导线、电池盒、电池。
二、制作步骤1. 将导线连接至面包板上，按照接线图连接麦克风模块、电阻、运放集成电路和电容等元件。
确保连接牢固，不出现短路或接触不良的情况。
2. 将电池盒与电池连接，将电池盒接线至面包板上的电源接口，确保电路可以正常供电。
三、原理解析声音感应器的原理是利用麦克风模块将声音信号转化为电压信号，经过运放集成电路放大后输出。
具体原理可分为以下几个步骤：1. 麦克风模块：当声音波谱通过麦克风时，麦克风中的声音传感器会产生一定的变化，将声音转化为压电信号输出。
2. 电阻：起到限流作用，防止电路过载。
3. 运放集成电路：主要由放大器和比例运算器组成。
放大器将麦克风模块输出的微弱信号放大，增大信号的幅度；比例运算器通过调整输出电压的比例系数，使得输出的电压与输入的声音信号之间保持一定的线性关系。
4. 电容：用于滤波，去除噪音以提高声音的清晰度。
四、实际应用声音感应器在实际应用中有着广泛的用途，例如：1. 声控灯：可以根据声音大小自动开关灯光。
2. 声控报警器：当检测到特定的声音信号时，会触发报警器发出警报。
3. 声音测量仪：可以测量环境中声音的大小，并进行相应的数据采集和处理。
五、安全注意事项在制作和使用声音感应器时，需要注意以下安全事项：1. 使用导线时，应确保导线的绝缘层完好，避免导线之间发生短路。
2. 在进行焊接时，应采取必要的防护措施，避免烫伤和吸入有害气体。
手机测噪音波长软件下载
手机测噪音波长软件下载
以下是一些用于测量噪音波长的手机应用程序的推荐：
1. Sound Meter: 这是一个简单易用的声音测量应用程序，可以测量噪音的分贝水平，帮助您确定噪音的强度。
2. Spectrum Analyzer: 这个应用程序将声音频谱可视化，可以显示不同频率的声音波长，并提供准确的测量结果。
3. Decibel X: 这是一个功能强大的声音测量应用程序，可以测量噪音的分贝级别，并提供实时声音波形图以及频率分析等功能。
4. Sound Analyser Pro: 这个应用程序提供了高级的声音测量和分析功能，可以测量各种类型的声音，包括噪音，并提供波长和频谱分析图表。
请注意，具体的应用程序可能因操作系统和设备型号而有所差异，建议通过应用商店搜索相关的关键词来查找适用于您的手机的软件。
一种简易的HIFU声场测量辅助工具
一种简易的HIFU声场测量辅助工具
张建琪
【期刊名称】《医疗装备》
【年(卷),期】2008(021)002
【摘要】圆形压电陶瓷球片的几何轴线和声学轴线的重合精度直接影响高能超声刀治疗肿瘤的效果.通过声场测量,筛选出合格的压电陶瓷球片,在治疗设备的制造中显得尤为重要.在超声刀开发过程中,为了节约时间和成本,利用已经制造好的设备的三维运动和控制功能,设计了一种简易的辅助测试工具进行声场测量.本文介绍了这种辅助测量工具的结构原理和测量方法.
【总页数】3页(P5-7)
【作者】张建琪
【作者单位】江汉大学化环学院,湖北武汉,430056
【正文语种】中文
【中图分类】TB132
【相关文献】
1.一种基于C#辅助工具的建筑楼高测量新模式 [J], 吕成亮;王斌彬;高志超
2.非脱气水对HIFU探头声场测量结果的影响研究 [J], 吴敏;霍彦明;许坚毅;宋文章;叶兆雄;王智彪;冯若
3.一种低频扬声器辐射声场测量技术 [J], 张鹏;匡正;吴鸣;杨军
4.HIFU聚焦探头声场功率测量的凹锥面反射靶设计分析 [J], 霍彦明;吴敏;宋文章;
叶兆雄;王智彪
5.一种声场空间特性测量系统的性能研究 [J], 赵跃英;盛胜我;赵松龄
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声级计的原理和应用
声级计的原理和应用1. 声级计的原理声级计是一种用于测量声音强度的仪器。
它采用声学技术原理，通过测量声波的振动频率和振幅来确定声音的强度。
1.1 声波的特性声波是一种机械波，经由物质传播。
它具有以下特性：•频率：声波的振动次数，以赫兹（Hz）表示，影响声音的音调。
•振幅：声波的振动幅度，以分贝（dB）表示，影响声音的音量。
•传播速度：声波在空气中的传播速度约为343米/秒。
1.2 声级计的工作原理声级计通过以下步骤来测量声音的强度：1.感应器：声级计包含一个感应器，通常是一个电容式麦克风，用于感受周围的声音。
2.放大器：感应器将感受到的声音信号转化为电信号，并通过放大器放大。
3.滤波器：声级计会对放大后的电信号进行滤波，以消除与要测量声音无关的频率成分。
4.测量和转换：经过滤波后的信号经过测量电路，并转换为以分贝为单位的声音强度值。
5.显示和记录：声级计通常配备一个显示屏，可以直观展示声音的强度，同时还能将测量结果记录下来。
2. 声级计的应用声级计是广泛应用在各个领域中的声音测量工具，并且有以下几个主要的应用：2.1 环境噪声监测声级计可以用于监测环境中的噪声水平，以评估噪声对人体健康和环境的影响。
2.2 工业安全在工业环境中，声级计可用于测量高噪声水平，以确保工人不会长时间暴露在高强度的噪声下，从而保护劳动者的听力。
2.3 建筑施工噪声控制声级计对于建筑施工现场非常重要。
它可以帮助施工方监测噪声水平并采取必要的控制措施，以避免对周围居民产生过大的噪音影响。
2.4 娱乐场所音量管理在娱乐场所如酒吧、夜总会等场所，使用声级计能够确保音乐和其他娱乐活动的音量不会超过安全的水平，保护顾客和工作人员的听力。
2.5 车辆噪声控制在交通领域，声级计广泛用于测量汽车、飞机等交通工具的噪声水平，并对噪声超标的交通工具进行限制和改进。
2.6 研究和教育声级计在科学研究和教育领域中也有重要的应用。
科学家和教育工作者可以利用声级计来展示声音传播和噪声控制的原理，增强学生对声学的理解。
声级计工作原理
声级计工作原理声级计是一种用于测量声音强度的仪器，它能够定量地测量声音的强度，并将其转化为声级单位。
声级计的工作原理基于声音的压力变化和人耳的听觉特性。
声级计通常由以下几个部分组成：麦克风、前置放大器、滤波器、整流器、加权网络和显示装置。
1. 麦克风：麦克风是声级计的输入设备，它接收声音并将其转化为电信号。
麦克风通常采用压电式传感器，当声波通过麦克风时，压电传感器会产生电压信号。
2. 前置放大器：前置放大器用于放大麦克风输出的微弱电信号，以便后续处理。
前置放大器通常具有高增益和低噪声特性，以确保准确度和灵敏度。
3. 滤波器：滤波器用于去除非感兴趣的频率成分，以便更好地测量声音的强度。
常见的滤波器类型包括带通滤波器和带阻滤波器。
4. 整流器：整流器将麦克风输出的交流信号转换为直流信号。
这样做是为了便于后续处理和显示。
5. 加权网络：加权网络用于模拟人耳的听觉特性。
人耳对不同频率的声音有不同的敏感度，因此声级计需要根据声音频率进行加权处理。
常见的加权网络包括A、B、C和D等级。
6. 显示装置：显示装置用于显示测得的声音强度，通常以分贝（dB）为单位。
声级计的显示装置可以是数字显示屏或模拟指针式仪表。
声级计的工作原理可以简单概括为：麦克风接收声音并转化为电信号，前置放大器放大电信号，滤波器去除非感兴趣的频率成分，整流器将交流信号转换为直流信号，加权网络模拟人耳的听觉特性，最后通过显示装置显示声音强度。
需要注意的是，声级计的测量结果受到许多因素的影响，如环境噪声、麦克风位置和校准等。
因此，在使用声级计进行测量时，应注意选择合适的测量位置，进行校准并考虑环境因素的影响。
总结起来，声级计是一种用于测量声音强度的仪器，其工作原理基于声音的压力变化和人耳的听觉特性。
通过麦克风、前置放大器、滤波器、整流器、加权网络和显示装置等部件的配合，声级计能够准确地测量声音的强度，并将其转化为声级单位。
在使用声级计时，需要注意校准和环境因素的影响，以确保测量结果的准确性。
HIFU换能器声场检测系统的设计与实现
关键 词 ： 高强 度 聚 焦超 声 ： 强 度 聚 焦 超声 （ Ｆ ； 场 检 测 系统 ； 算 机 模 拟 ； 算 机 控制 高 ＨＩ Ｕ）声 计 计
中 图分 类 号 ： Ｎ６ ； Ｐ １ Ｔ ５Ｔ ２６ 文献 标识 码 ： Ａ
Ｔｈ ｓｇ ｎｄ Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｆ Ａｃ ｕ ｔｃ Ｆｉｌ ｔ ｃ ｉ ｇ Ｓ ｓ ｅ ｆ ｒ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ａ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｓ ｉ ｅｄ Ｄｅ ｅ ｔｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ＨＩ ＦＵ ａ ｓ ｕ ｅ Ｔｒ ｎ ｄ ｃ ｒ
第 ３ 卷第 １ ２ 期
２ ２ ０１ ０年 月
压
电
与
声
光
ＶｏＩ３２ Ｎ Ｏ ． ．１ ＥＣ ＣＳ ＆ ＡＣ ＯＵＳ ＴＯＯＰ ＣＳ ＴＩ
文 章编 号 ： ０ ４ ２ ７ ｆ ０ ０ ０ — １ ５０ １ ０ —， ４ ２ １ ） １０ — ４ １ ６
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒａｍｅ ｔｈ ｇ ｎ ｅ ｓｔ ｏ ｕ ｅ ｌｒ ｓ ｕ ｄ （ ＦＵ）ａ ｄ ｉ ｅ ｅ ｔｎ ｅ ｉｅ ｉｓ ｌ ｈ — ｓ ｒ ｃ ： ｉ ａ ｅ ｉ ｄ ａ ｉｈ ｉ ｔｎ ｉ ｆ ｃ ｓ ｄ ｕ ｔａ ｏ ｎ ＨＩ ｙ ｎ ｔ ｄ ｔｃ ｉ ｇ ｄ ｖ ｃ ．Ｆ ｒ ｔ ｔ ｅａ ｓ ｙ
高强度 聚焦 超声 （ Ｆ 是 ２ ＨＩ Ｕ） １世 纪新 兴 的无 创外科 技术 ， 年来在 肿 瘤治 疗 领域 取 得 了突 破性 近
进 展 。 ＨＩ Ｕ 技 术 的 基 本 原 理 是 采 用 单 阵 元 或 多 阵 Ｆ
ＨＩ Ｕ换 能 器 声 场 检 测 系 统 的 设 计 与 实 现 Ｆ
董 琦， 林 涛
（ 重庆 医科 大学 生 物 医学 工 程 系 、 庆 市 生 物 医学 工 程 学重 点 实 验 室 ． 重 重 庆 市 超声 医 学 工程 重 点 实验 室 一 省部 共 建 国 家重 点 实 验 室 培育 基 地 、 重庆 ４０ １ ） ０ ０ ６
高强度聚焦超声治疗仪声输出功率的测试方法研究
高强度聚焦超声治疗仪声输出功率的测试方法研究黄涛;轩辕凯;柯虎;王龙军;周攀【摘要】目的:探讨使用高精度天平和全吸声材料制作的辐射力天平,对结构特殊的高强度聚焦超声(HIFU)治疗仪声输出功率测试方法的可行性.方法:使用高精度天平和全吸声材料制作的辐射力天平,对E915标准声源做不同频率、不同功率下的对比测试,并得到可靠的测量结果,采用此装置对某企业生产的高强度聚焦浅表皮肤治疗仪进行测量.结果:使用辐射力天平装置对HIFU治疗仪所做的测量试验,得到满意的结果,测量误差在±10％以内.结论:基于高精度的分析天平和声吸收材料搭建的辐射力天平具有很高的测量可靠性,可为结构特殊及更高功率的HIFU治疗系统的声功率测试拓展新的方向,具有较高的借鉴意义.【期刊名称】《中国医学装备》【年(卷),期】2018(015)009【总页数】3页(P5-7)【关键词】高强度聚焦超声;治疗仪;辐射力天平;声输出功率;测量【作者】黄涛;轩辕凯;柯虎;王龙军;周攀【作者单位】湖北省医疗器械质量监督检验研究院湖北武汉 430077;湖北省医疗器械质量监督检验研究院湖北武汉 430077;湖北省医疗器械质量监督检验研究院湖北武汉 430077;湖北省医疗器械质量监督检验研究院湖北武汉 430077;湖北省医疗器械质量监督检验研究院湖北武汉 430077【正文语种】中文【中图分类】R445.1高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound，HIFU)治疗仪是由单元换能器或多元换能器阵列构成的聚焦超声声源，发出的超声通过传声媒质后，以人体正常组织可接受的声强透过患者体表，将能量聚焦靶组织上，致其凝固性坏死(或瞬间灭活)的治疗系统[1-2]。
目前，评估HIFU治疗系统声输出的安全性和有效性的方法主要基于:空间峰值时间平均声强(Ispta)的测量或-6dB波束面积内时间平均声强的空间平均(ISAL)的测量。
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围 １ 超 芦 刀 聚焦 原 理
２ 设 计 思想
由于各种原因很难保证探头的几何轴线与声学轴线
严格重合 ，使多个探头的焦斑不能精确的重合 ，甚 至形成 多个 焦斑 ，大大 影响 了焦斑 质 量 。这 就需 要
将 压 电陶瓷 球 片装 配成 探头 ，通 过检 测探头 的几 何
多探头聚焦是通过机械定位方法将多个探头的 定位面几何轴线聚焦于一点 ，这就要求单探头声场
改变 。
（）校准 探头 安装 面与 ｘｙ 面平行 １ ｏ平 先将校 准试 件装在 测试架 上 ，并用 三块 千分表
本机构的测量方式是：探头作空间三维运动 ，
调整 螺钉来 调整测 试架 的水平 度 ，按 照探 头在治疗
精度为 ± ． Ｉ ， ００ ／ 每维运动的运动范 围为 ２０ ｍ， ５ｉ ａ ｒ ５ｍ
治疗 头 的 中心孑 内 有 一个 可 以伸 缩 的 Ｂ超用 于 对 Ｌ 病灶 进行 定位 ，由于检测 与治疗 都 由同一个 运动机 构 完成 ，因此 ，只要保 持 病人位 置在 治疗过 程 中不 改 变 ，对支承病 人 的治疗 床没有 精度要 求 。 要检 测探头 的声 学轴线 与几 何轴线 重合 度 ，就 必须 建立 装夹探 头 的定位 面与实 现测 量头 空间三 维 运动 的运 动机构 的位 置关 系 。如 果将 测试声 场 的水
的声学轴线与几何轴线严格重合。由于治疗需要一 定的深度 ，相对于其 “ 焦距”来说 ，单探头直径较
小 ，其声 场 也 不 像 光 学 透 镜 那 样 在 焦 点 处 形 成 一 点 ，而是 在 焦点 附近形 成 中间细两 头粗 圆柱状 ，圆 柱 直径 在 “ 点 ” 处 较 小 ，离 开 “ 点 ” 直 径 变 焦 焦
面有 一个 中心定位 孑 。 Ｌ
水听器 安装 座 包 括 一个 底 板 、水 听器 夹 持 头 、 调整 螺母 ，调整 螺母 可 以上下 微调水 听器 夹Biblioteka 头和 底板 的垂直 方 向位置 。
３ ２ 测量 步骤 ．
疗床 上 ，探头安 装在 水池底 面 ，则很难 对探 头进行
定位，而且更换探头也有可能使治疗床 的位置发生
轴线与声学 轴线的偏差来 筛选 出合格 的压 电陶瓷
片 ，直 至获 得满意 的探 头为 止 。
大，但变化不大 ，因此 ，声场 “ 焦距”对聚焦精度
收稿 日期：２Ｏ —１ ２ Ｏ ７ ０— ４ 医疗 装备 ２Ｏ 第 ２期 Ｏ８
影响不大 ，声学轴线与几何轴线在 “ 焦点”处的重
５
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量 。本 文介 绍 了这种 辅 助 测 量 工 具 的 结 构原 理 和 测量 方 法 。
（ 关键 词］高能超 声；声场测试 ；压 电陶瓷；重合精度
１ 设计 的意义
探头 声场 的测试 需要 设计 专用 的高精 度三 维运
高能超声刀治疗肿瘤具有无痛 、不开刀、副作
用小 、治疗 和恢 复时 问短 的突 出优 点 ，成为 肿瘤 治 疗 设备 研究 的一个 热点 ，但 由于其 治疗 效果 还有 待 大量 的临床 检验 ，目前还 未 大规模 推 广应用 ，随着
“ 超声刀”是利用二次聚焦技术将多个探头发 出的
超声波聚焦形成一个强度很高的近似于米粒大小的
焦点 ，治疗头发出的超声波从病人体外 ，透过人体 在病灶处形成焦点 ，焦点处的超声强度很高 ，产生
的局部 高温 足 以将 癌 细胞 烧 死 ，达到 治 疗 的 目的 。
而单个探头的超声强度则低得 多 ，对人体没 有伤
［ 摘
要 ］圆形压 电陶瓷球 片的几何轴线和 声学轴线 的重合精度直接影响 高能超 声刀 治疗肿瘤的效果 。通
过声场测量 ，筛选 出合格 的压 电陶瓷球 片 ，在 治疗设备 的制造 中显得 尤为重要 。在超 声刀 开发过程 中，为 了节
约时间和成 本，利 用 已经制造好 的设备 的三 维运动和控 制功 能 ，设计 了一种 简易的辅助 测试 工具进行 声场测
合度 对 治疗头 多个探 头聚 焦精度 影响最 大 。 本超声 刀设 备具 有一个 带计 算机控 制 的三维运 动机 构 ，可 以带 动治 疗头实 现三 维准确 定位 ，运 动
固定 在治疗 头 的颈部 ，用 三个 周 向均 匀布置 的 固定 螺钉将 测试 架 固定 在调整 架上 ，通过 另外对 应三个
听器 安装 在运 动机构 的治 疗头 上 ，测 量水池 放在 治
头聚焦体中的安装方式 ，测试架的下表面被加工成
探头的安装孔 ，用螺钉将被测探 头固定在 测试架 中。校准试 件 的大头端 与探头 的外形 一样 ，可 以象
探头 一样 固定在测试 架 上 ，另一端是 一个 与大 头端 定位 面保持 很 高垂 直度 和 同心 度 的圆杆 ，圆杆 的端
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一
种 简 易 的 ＨＩ ＦＵ 声 场 测 量 辅 助 一 具 Ｔ
张 建琪 （ 汉大学 化环 学院 ，湖北 武汉 ４ ０ ５ ） 江 ３ ０６
（ 中图分类号 ］Ｔ １２ Ｂ ３ （ 文献标识码］Ａ （ 文章编 号］１０ —２７ ２０ ｝０ ０ ２ ３６｛０８ ２—００ ３５—０ ３
动测试仪 ，不仅设计 、制造周期长 ，而且设备成本 高 ，使用率低。因此，我们充分利用设备本身高精 度的三维运动定位功能 ，设计 了一套超声探头声场 辅助测试工具 ，以极低的代价解决了开发过程中所
遇 到 的问题 。
治疗头 Ｂ超头
设备技术和临床应用技术的不断完善 ，高能超声刀
必将 给传统 肿瘤治 疗方 式带 来革命 性 的变化 。所谓
害。
由于单 探头 的焦斑 在轴 线方 向声场 强度 梯度 太 小 ，不 能满 足治疗 的要求 ，高 能超 声 刀一般 采用 多 探 头 二次 聚焦 方式 ，如 图 １ 示 。多个探 头安 装 在 所
球形聚焦体 中， 依靠探头的几何外形来定位 ，探头
采用的压电陶瓷片是厚度为 ２ ｍ左右的圆形球片 ， ｍ