具有超构表面声透镜的环形超声换能器及优化设计方法

    公开(公告)号:CN112214926A

    公开(公告)日:2021-01-12

    申请号:CN202010993260.9

    申请日:2020-09-21

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种具有超构表面声透镜的环形超声换能器及其优化设计方法,所述换能器包括中心开孔且附加声学人工结构的声透镜、匹配层、压电晶片和换能器底座,且各部件从上到下依次粘接在一起,然后在中心孔放置B超探头;其中声学人工结构为在声透镜的辐射面上设置的多重同心圆环凹槽;所述优化方法是采用遗传算法,以半径周期、凹槽宽度和凹槽深度作为遗传基因,以径向声压最大值/次级大值为适应度,以适应度最大为优化目标。本发明相比传统无凹槽的环形聚焦声透镜式换能器,可以将能量集中在焦点区域,提高治疗的安全性和效率,降低治疗所需的电功率,提高超声治疗可操纵性,并且可以简化设计的流程和步骤,兼顾计算的准确性和总时间。

    超声循环聚焦发射的透皮给药装置及控制方法

    公开(公告)号:CN112023243A

    公开(公告)日:2020-12-04

    申请号:CN202010964840.5

    申请日:2020-09-15

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种超声循环发射的透皮给药装置及控制方法,所述装置包括超声主机和换能器阵列,超声主机控制换能器阵列发射超声波,换能器阵列的聚焦方式是通过相位调制实现的;所述控制方法包括自动进行循环聚焦发射和自动逐条移动给药发射声束,采用循环聚焦发射可在透皮给药的通路上形成连续的垂直向深度方向的较强声场,从而给药物粒子连续的推动力,有利于其到达皮下较深的病灶处,更好地进行药物地渗透。

    一种基于活体超声图像的呼吸分离式应变成像方法

    公开(公告)号:CN111681740A

    公开(公告)日:2020-09-18

    申请号:CN202010731441.4

    申请日:2020-07-27

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于活体超声图像的呼吸分离式应变成像方法,属于医学图像处理领域。本发明的方法为采集数字超声图像序列后,通过二维互相关计算和频谱分析得到活体的呼吸、心跳频率,随后在互相关曲线中进行交替极值检索,以对图像序列进行“呼气”、“吸气”状态划分,并进行初步的图像筛选,再分别提取运动状态最匹配的图像序列及其对应的运动补偿量,并据此分别计算组织的空间位移和空间应变图像序列。最后,将两个状态的位移和应变图像序列分别合并。本发明的目的在于克服现有技术中,活体呼吸、心跳等生理运动会影响斑点追踪精度,导致空间应变图像存在较大伪影和误差的不足,本发明可以得到精确的组织内位移和应变分布图像。

    一种用于微粒子分离的超声表面驻波微流控芯片设计方法

    公开(公告)号:CN111659479A

    公开(公告)日:2020-09-15

    申请号:CN202010549544.9

    申请日:2020-06-16

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开一种用于微粒子分离的超声表面驻波微流控芯片设计方法,属于微流控分析技术领域。针对现有技术中存在的粒子分离微流控芯片中,超声表面驻波作用区域的参数设计仅依据经验判断,粒子分离效率不高,浪费大量时间和成本的问题,本发明提供一种用于微粒子分离的微流控芯片设计方法,基于超声表面驻波微流控芯片中微粒子受力和运动的理论,先微粒子的分离参数和芯片的结构组成,确定芯片工作频率和液流参数,进一步确定叉指换能器及微流腔的设计参数,最后确定腔体设计和芯片工作参数,基于超声表面驻波微流控芯片的粒子分离技术,降低器件制备难度,提高粒子分离效率。

    一种软材料声学参数的测量方法

    公开(公告)号:CN110824017B

    公开(公告)日:2020-09-08

    申请号:CN201911134661.2

    申请日:2019-11-19

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种软材料声学参数的测量方法,属于声学测量领域。本发明的一种软材料声学参数的测量方法,包括步骤S1:向试块发射超声脉冲,并采集试块‑空气界面脉冲回波;而后将待测样品置于试块表面,再向试块发射超声脉冲,并采集试块‑样品界面脉冲回波;步骤S2:采用采集的试块‑空气界面和试块‑样品界面脉冲回波数据,通过线性拟合方法计算试块‑样品界面上的复反射系数;步骤S3:采用复反射系数的幅度谱和相位谱,计算待测样品中声速和声衰减系数。本发明的目的在于克服现有技术中,不能准确测量软材料中的声速及衰减系数的不足,提供了一种软材料声学参数的测量方法,可以精确测量软材料中声速及衰减系数。

    一种通过不规则栅格结构生成弯曲声束的方法

    公开(公告)号:CN106899915A

    公开(公告)日:2017-06-27

    申请号:CN201710136681.8

    申请日:2017-03-09

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种通过不规则栅格结构生成弯曲声束的方法,属于声场调控技术领域。本发明通过构建不规则栅格结构,分别通过栅格结构的宽度和厚度调控透射波束的宽度和相位,生成弯曲声束,相对于使用其他声学结构和主动控制的方法,使用本发明所提供的方法不需要额外的电路,对换能器尺寸亦无要求,具有极大的便利性与可实现性,在调节相位上具有结构简单,加工难度低,易于实现的优势。

    一种基于超声导波的高效稳定的人体插管菌膜抑制系统

    公开(公告)号:CN106729851A

    公开(公告)日:2017-05-31

    申请号:CN201710189750.1

    申请日:2017-03-22

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于超声导波的人体插管菌膜抑制系统。系统包括主控系统(1)、信号发射子系统(2)、超声导波耦合子系统(3)、人体插管(4)、导波振动反馈子系统(5)。工作原理为:信号发射子系统(2)发射多路(或单路)猝发电信号,施加到多个轴对称排列的(或单个)超声换能器(31)上;通过导波耦合子系统(3)将超声信号高效地耦合到人体插管(4)上;利用人体插管(4)表面产生的机械振动进行菌膜抑制;通过导波振动反馈子系统(5)实时检测人体插管(4)表面的振动幅度,实现稳定地闭环控制。本发明能使人体插管(4)表面产生稳定可控的机械振动效应,抑制细菌在人体插管(4)表面的粘连,降低临床感染的概率。

    一种聚焦声透镜的设计方法

    公开(公告)号:CN105251140A

    公开(公告)日:2016-01-20

    申请号:CN201510816714.4

    申请日:2015-11-23

    Applicant: 南京大学

    Inventor: 郭霞生 林洲 章东

    Abstract: 本发明公开了一种聚焦声透镜的设计方法,属于聚焦超声领域。本发明通过在传统聚焦声透镜的声辐射面构建声学人工结构,即在传统聚焦声透镜的声辐射面设置周期性分布的同心环状凹槽结构,并采用有限元模拟计算对凹槽的结构参数进行优化设计,从而能够在特定频率范围内抑制声焦点处径向旁瓣的幅度,同时提高声能的聚焦增益。采用本发明的设计方法设计出的声透镜可以应用于聚焦超声成像和聚焦超声治疗领域,相比于现有的声透镜聚焦装置,能够有效降低径向旁瓣幅度,提高聚焦增益,减小焦点位置的偏移。

    一种测量强聚焦超声非线性声场分布的系统及其方法

    公开(公告)号:CN103776524A

    公开(公告)日:2014-05-07

    申请号:CN201410059590.5

    申请日:2014-02-21

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种测量强聚焦超声非线性声场分布的系统及其方法,属于超声声场测量技术领域。本发明步骤为:一、获得球壳换能器轴向及其焦平面径向的声压分布曲线;二、根据瑞利积分计算球壳换能器轴向及焦平面径向的声压分布曲线,将计算结果与测量结果比较,获得有效参数;三、将有效参数代入非线性声传播模型,计算R21,再改变P0,计算不同P0对应的R21,得R21与P0的关系曲线;四、对球壳换能器施加激励,测量焦点波形,计算得R21′,插值得到R21′对应的P0′;五、将P0′带入非线性声传播模型,得到非线性声场分布。本发明有效解决了水听器在测量强非线性声场带宽不足的问题,使用相对值R21作为判断依据,消除了水听器灵敏度不高带来的测量隐患。

    带冷却系统的超声波导
    100.
    发明公开

    公开(公告)号:CN103386170A

    公开(公告)日:2013-11-13

    申请号:CN201310348469.X

    申请日:2013-08-12

    Applicant: 南京大学

    Inventor: 屠娟 章东 郭霞生

    Abstract: 本发明公开了一种带冷却系统的超声波导,包括超声波导壳体和超声波换能器,所述超声波导壳体的顶部和底部都设有开口,所述超声波换能器通过所述超声波导壳体的顶部开口与超声波导壳体连接,所述超声波导壳体的外壁上设有热交换器,所述热交换器设有冷却介质入口和冷却介质出口。本发明通过在传统超声波导结构的小口顶端增加一个波导帽,保证超声波焦斑与波导帽顶部传导薄膜界面的精确空间位置关系,不再需要三维精密定位进行校准。从而可以大大提高使用效率,降低使用成本;加入热交换结构,通过流动的冷却介质带走超声波换能器工作过程中产生的热量,还能调节温度,避免设备长时间工作造成过热损毁。

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