球面相控阵聚焦超声换能器的声场焦点模式驱动控制方法

摘要

本发明公开了一种球面相控阵聚焦超声换能器的声场焦点模式驱动控制方法，包括球面矩形相控阵的声场计算方法和相控阵多点聚焦模式遗传算法构成的驱动控制，以及与方法配合的系统是一主控计算机控制一分层分布控制器再控制百通道功率驱动器驱动百阵元球面相控阵聚焦超声换能器。两个算法控制方法结合在此治疗系统之中使之产生适合肿瘤治疗的三维单焦点、三维多焦点、组合切换焦点及子阵单焦点和多焦点的声场模式。多焦点形成的大焦点比现有单阵元单焦点单次治疗的体积大、效率更高；而子阵焦点模式能避开肋骨遮挡进行聚焦超声无创手术。

主权项

1.一种球面相控阵聚焦超声换能器的声场焦点模式驱动控制方法，其特征在于，包括下列步骤：1)首先在工作频率为0.5MHz～4MHz的球面相控阵聚焦超声换能器上设置一个百通道功率驱动器，百通道功率驱动器的驱动通过一个分层分布控制器控制；分层分布控制器与主控计算机相连接；2)主控计算机内设置有球面矩形相控阵的声场计算方法和相控阵多点聚焦模式遗传算法，通过上述算法的结合能够设计球面相控阵的三维空间多焦点模式，每一种模式加上位置信息所对应一组驱动信号；驱动信号由一组幅值信号和一组相位信号组成，幅值信号对应向量中分量的幅值，相位信号对应向量中分量的相角，将所有经优化算法得到相关声场模式的驱动信号做成聚焦模式库存于分层分布控制器的存储器中，根据控制要求，在手术中调用相应结果进行控制；3)当主控计算机将命令和治疗数据发送给分层分布控制器，由分层分布控制器即时提取对应声场焦点模式的驱动信号并且转化成包含各通道相位、幅值信息的电信号，驱动百通道功率驱动器工作；4)球面相控阵聚焦超声换能器对百通道功率驱动器的要求是，每一阵元要对应一个通道的功率控制，因此百阵元HIFU相控阵要求百通道功率驱动器驱动发射超声波。