用于磁声耦合刺激的64阵元相控阵超声换能器的设计

摘要

本研究基于磁声耦合刺激技术(transcranial magneto-acoustic stimulation,TMAS)的需求,设计了用于线性64阵元相控阵的超声换能器,探究相控阵超声换能器压电晶体宽度及间距,优化超声换能器聚焦声场分布.采用MATLAB软件建立相控阵换能器模型,仿真聚焦声场分布.搭建三维声场分布测试的实验平台,对定制换能器进行声场分布测试并与仿真结果进行一致性分析,验证换能器性能.仿真得到换能器参数为阵元宽度4.5 mm,阵元间距1 mm,定制的64阵元相控阵换能器在XZ方向上声场焦斑的测量值为(3.4 mm),与仿真值(3.1 mm)基本一致.结果表明,本研究设计的换能器声场特性可以满足TMAS刺激的需求,为磁声耦合刺激技术应用提供了技术基础.