衰减和非线性对高强度聚焦声场声焦域的影响研究

高强度聚焦超声（HIFU）作为一种具有巨大潜力的、非介入而有效的局部治疗手段引起人们的广泛关注。但在临床治疗中，由于存在声焦域的位置和形状随声强度而变化的问题，衰减和非线性效应对高强度聚焦超声（HIFU）声场的影响研究正在受到重视。本项目首先对非线性KZK方程现有数值算法存在的繁琐、耗时及计算结果的差异与合理性问题进行物理分析与算法改进；然后以此为参照，在考虑衰减的条件下，运用我们提出的基于谐波幅度Fubini系数的瑞利积分谐波叠加法研究HIFU非线性声场；研究多层及不均匀生物介质的非线性效应对聚焦声场声焦域的影响。建立高强度聚焦声场测量的实验系统；通过实验，验证以上两种方法描述高强度聚焦声场的有效性；研究不同非线性强度和衰减系数与声焦域的位置和形状之间的量化关系；获得不同非线性强度和衰减系数下的声焦域图像。为HIFU治疗研究及其医学应用提供科学依据。