PRECISION ACOUSTICS,PA,被動(dòng)空化檢測(cè)器
被動(dòng)空化檢測(cè)器是一種特別設(shè)計(jì)的水聲傳感器，旨在在測(cè)量由空化引起的聲學(xué)信號(hào)時(shí)提供最佳的信噪比。空化通常由外部聲場(chǎng)誘發(fā)，這些聲場(chǎng)通常具有非常高的聲學(xué)振幅，但空化事件的聲學(xué)發(fā)射往往明顯較小。這些小的聲學(xué)發(fā)射以基本氣泡共振頻率的整數(shù)諧波和次諧波為特征，具有明確定義的頻譜峰。

被動(dòng)空化檢測(cè)器的中心頻率至少比驅(qū)動(dòng)信號(hào)高3倍，這確保高振幅驅(qū)動(dòng)信號(hào)被濾除，同時(shí)可以測(cè)量空化事件的聲學(xué)發(fā)射。所有的被動(dòng)空化檢測(cè)器都是根據(jù)客戶特定需求定制設(shè)計(jì)的。通常，被動(dòng)空化檢測(cè)器的頻率響應(yīng)和聚焦區(qū)域（如果有的話）都經(jīng)過優(yōu)化，以適應(yīng)特定的實(shí)驗(yàn)配置。大多數(shù)被動(dòng)空化檢測(cè)器具有圓形或半球形的活動(dòng)元件，也可以采用環(huán)形、方形或三角形等替代幾何形狀。

除了醫(yī)學(xué)波紋破碎器的瞬態(tài)源（例如醫(yī)學(xué)碎石儀）可以對(duì)驅(qū)動(dòng)聲學(xué)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間分隔外，連續(xù)源（例如高強(qiáng)度聚焦超聲（HIFU）或高強(qiáng)度治療超聲（HITU）設(shè)備）則無法實(shí)現(xiàn)這種時(shí)間分隔。被動(dòng)空化檢測(cè)器利用空化活動(dòng)產(chǎn)生的典型聲學(xué)頻譜來解決這一問題。穩(wěn)定空化的聲學(xué)發(fā)射以整數(shù)諧波和次諧波的明確定義頻譜峰為特征，而慣性空化的開始則會(huì)產(chǎn)生由崩潰氣泡產(chǎn)生的額外寬帶高頻成分。因此，常見做法是使用中心頻率至少比驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率高3倍的被動(dòng)空化檢測(cè)器，最好是5倍。通過這種方式，可以利用被動(dòng)空化檢測(cè)器的自然頻率響應(yīng)來濾除大部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)對(duì)空化事件的聲學(xué)發(fā)射保持非常敏感。

另一個(gè)提高頻率的優(yōu)點(diǎn)是被動(dòng)空化檢測(cè)器的聚焦區(qū)域比HIFU源小。如果被動(dòng)空化檢測(cè)器的聚焦區(qū)域在軸向上比HIFU源更大，就有可能對(duì)發(fā)生在前聚焦區(qū)域的空化產(chǎn)生敏感。這顯然是不可取的。如果被動(dòng)空化檢測(cè)器不是同軸使用，而只是在同焦（即橫向）排列中使用，則聚焦區(qū)域重疊不是問題。

與其他醫(yī)學(xué)成像模式的使用
其他成像模式，如MRI和CT，越來越多地與臨床HIFU系統(tǒng)結(jié)合使用，以獲得額外數(shù)據(jù)。通常，這些其他模態(tài)正在用于提供有關(guān)HIFU治療的反饋。在這些情況下，能夠?qū)⒊上駭?shù)據(jù)與被動(dòng)空化檢測(cè)器的聲學(xué)發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)可能是有利的。Precision Acoustics Ltd很高興能夠提供兼容CT和MRI的被動(dòng)空化檢測(cè)器。圖1展示了被動(dòng)空化檢測(cè)器的CT圖像示例。

測(cè)量配置
在使用被動(dòng)空化檢測(cè)器（PCD）時(shí)，特別是在記錄類似于高強(qiáng)度聚焦超聲（HIFU）換能器生成的信號(hào)時(shí)，考慮如何使用它非常重要。如圖2所示，同焦和同軸配置是常見的配置方式

最強(qiáng)的空化活動(dòng)將發(fā)生在源的焦區(qū)內(nèi)（如圖2中粉色區(qū)域所示），而被動(dòng)空化檢測(cè)器（PCD）只對(duì)其焦區(qū)內(nèi)的聲學(xué)發(fā)射敏感（圖中藍(lán)色部分）。同焦布置的優(yōu)勢(shì)在于兩個(gè)焦區(qū)的重疊區(qū)域非常小。因此，可以通過沿著HIFU換能器軸向移動(dòng)PCD來將空化活動(dòng)映射為距離的函數(shù)。然而，這種布置會(huì)增加一些測(cè)量復(fù)雜性，因?yàn)樾枰{(diào)整PCD和換能器的位置，使它們的焦區(qū)重疊。通常通過在PCD的場(chǎng)域中臨時(shí)放置一個(gè)球形反射器并將其用作脈沖/回波傳感器來完成這一過程。PCD在三個(gè)正交方向上移動(dòng)，直到背面回波最大化。然后換能器也被用作脈沖/回波裝置并重復(fù)該過程。一旦PCD和換能器對(duì)準(zhǔn)，球形反射器就可以被移除。同軸布置對(duì)于環(huán)形超聲源最為相關(guān)。PCD可以通過中央孔徑引入，并調(diào)整其位置，以使源換能器和PCD的焦區(qū)對(duì)準(zhǔn)。在將PCD與聚焦換能器對(duì)準(zhǔn)時(shí)，比較兩個(gè)設(shè)備焦區(qū)的尺寸非常重要。本文檔后面還可以找到樣品PCD剖面（軸向和橫向）的配置。請(qǐng)注意，PCD和換能器的焦區(qū)通常是橢圓形，軸向?qū)挾燃s為橫向?qū)挾鹊?0-20倍。

技術(shù)規(guī)格

PCD可以根據(jù)不同的選項(xiàng)進(jìn)行多種構(gòu)造。下表提供了一些可以調(diào)整的構(gòu)造參數(shù)示例，以及典型的數(shù)值范圍。也可以根據(jù)需要組合超出這些范圍的參數(shù)。請(qǐng)與我們團(tuán)隊(duì)的成員討論您的具體需求。

樣品被動(dòng)空化檢測(cè)器性能

由于PCD的可能配置范圍廣泛，因此無法提供典型性能數(shù)據(jù)。然而，本節(jié)提供了根據(jù)以下設(shè)計(jì)參數(shù)制造的PCD的一些樣本數(shù)據(jù)：直徑19mm，焦距50mm，中心頻率11 MHz，最寬帶寬

束流特性

本樣品PCD的軸向和橫向壓力分布與理論響應(yīng)進(jìn)行了比較，理論響應(yīng)基于直徑為19mm、焦距為50mm的半球形輻射器，并受到11 MHz連續(xù)正弦激勵(lì)。

(Note: “Beam profiles” could be translated as “束流特性” or “束流分布” in this context, where “束流” refers to the characteristics or distribution of the beam.)

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