徐遨璇， 曹永剛， 鄭慧峰， 王月兵

(中國計(jì)量大學(xué) 計(jì)量測試工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

1 引 言

聚焦超聲分為低強(qiáng)度和高強(qiáng)度，而高強(qiáng)度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound, HIFU)作為一種新型的醫(yī)療手段，由于其具有對腫瘤非侵入性治療的潛力而引起了人們的極大興趣[1,2]。在HIFU治療過程中，換能器將體外低聲強(qiáng)的超聲波通過某種聚焦手段(聲透鏡、凹球面自聚焦、電子聚焦等手段)匯聚到體內(nèi)，形成高強(qiáng)度聚焦聲場。超聲聲波在組織中傳播并在局部焦點(diǎn)處沉積大量的能量，迅速增加溫度并引起組織蛋白質(zhì)的熱變性，同時(shí)周圍組織保持相對不受影響。只要HIFU的高能量被正確定位和聚焦，就不會(huì)對介入組織產(chǎn)生明顯的副作用。潛在的HIFU治療應(yīng)用還包括止血、靶向給藥和消融[2～4]。盡管HIFU已被廣泛應(yīng)用于各種臨床試驗(yàn)和治療，但仍然存在一些關(guān)鍵問題需要解決。因此，HIFU聲場的研究和測量方法還需要跟進(jìn)和發(fā)展。

用于超聲聲場檢測的傳感器主要有壓電陶瓷水聽器、PVDF水聽器以及光纖水聽器。壓電陶瓷水聽器在過去作為主流的聲場測量換能器，在低功率下能夠承受HIFU聲場一定范圍的聲壓，但是當(dāng)聚焦換能器輻射功率上升后，聲場內(nèi)聲強(qiáng)增大，甚至焦域處產(chǎn)生顯著的溫升效應(yīng)和空化效應(yīng)[5]，壓電陶瓷因?yàn)槠涔逃形锢韺傩?，容易破碎，?dǎo)致傳感器損壞。隨著偏聚氟乙烯(PVDF)材料的發(fā)現(xiàn)[6]，因其聲阻抗與水的聲阻抗接近，并且具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、柔軟性好、質(zhì)量輕、易加工、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)[7]，目前PVDF水聽器更多地應(yīng)用于HIFU聲場的測量。PVDF水聽器主要有薄膜型和針型兩種類型，薄膜性水聽器其外部物理尺寸大于5 cm，其有效孔徑一般為mm量級，而針型的直徑一般小于1 mm，但是在HIFU聲場的測量中，到達(dá)一定的聲強(qiáng)閾值，兩種PVDF水聽器還是容易被高聲強(qiáng)損壞[8]。光纖水聽器法[9,10]是指通過分析光纖中被聲場所調(diào)制的光強(qiáng)度、光相位等光信號而得到聲場信號的一種方法，雖然其測量空間分辨率高，但其成本昂貴且實(shí)驗(yàn)要求條件高。

基于上述現(xiàn)狀，提出了一種基于散射原理的反射探針傳感器，將圍繞新型傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、聚焦聲場的檢測原理及方法展開研究。首先，介紹了該傳感器的基本結(jié)構(gòu)并通過理論計(jì)算研究了傳感原理，利用數(shù)值仿真和有限元軟件建立物理模型[11]，運(yùn)用仿真程序?qū)鞲衅鲀?nèi)部聲場分布及傳感器輸出信號的波形和幅值進(jìn)行了仿真計(jì)算；同時(shí)利用鎢鋼探針和PVDF壓電薄膜材料，設(shè)計(jì)研制了傳感器；最后，搭建實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)，對中低功率下的聚焦超聲的焦域聲場分布進(jìn)行了測量和分析，對反射探針傳感器測量HIFU聲場的可行性和理論仿真模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了證明。

2 傳感原理

圖1為反射探針傳感器測量HIFU聲場的原理簡圖。該傳感器主要是由吸聲材料制作的外殼、鎢鋼材質(zhì)的球端探針和PVDF壓電薄膜等組成。

圖1 反射探針傳感器測量簡圖Fig.1 Measurement diagram of reflection probe sensor

在聚焦超聲聲場的測量中，聲束首先透過傳感器的聲窗，透射進(jìn)入傳感器內(nèi)部；其次，當(dāng)聲波到達(dá)探針球端表面時(shí)，會(huì)發(fā)生散射；最后，散射波傳遞到PVDF處，PVDF發(fā)生正壓電效應(yīng)，傳感器輸出壓電信號。

在測量的過程中，利用聚酰亞胺薄膜隔絕內(nèi)外水環(huán)境，傳感器內(nèi)部為除氣水。傳感器外殼采用的是吸聲材料，避免了測量時(shí)傳感器內(nèi)部發(fā)生混響，該材料作為一種高阻尼的復(fù)合材料，抗壓性能和耐水性能良好。

2.1 超聲波的散射

基于波動(dòng)方程理論，對超聲波在介質(zhì)及傳感器內(nèi)的傳播特性進(jìn)行了研究與分析。通常，聚焦聲場焦域內(nèi)的聲波可近似看作平面波，因此超聲波與傳感器反射探針球端的作用過程可看作平面波垂直入射的過程，如圖2所示。

圖2 平面波向球端傳播Fig.2 Plane wave propagating towards the spherical end

假設(shè)聚焦換能器焦域內(nèi)聲波為平面波，其聲壓表示如下：

pi(z,t)=p0ej(ωt-kz)

(1)

式中：媒質(zhì)波數(shù)k=ω/c，ω為角頻率，c為介質(zhì)中聲傳播速度;p0為焦域聲波的聲壓幅值;t為傳播時(shí)間;z為傳播方向上的聲傳播距離。

聲波在探針球端表面發(fā)生散射現(xiàn)象，散射波聲壓ps應(yīng)滿足波動(dòng)方程。假設(shè)球面剛性不動(dòng)，則探針球端的散射聲壓表示如下[12]：

(2)

(3)

式中：α為水中超聲衰減系數(shù);x為散射波沿著θ方向的傳播距離。

由式(3)可知球面散射波在聲場中的各處聲壓值。當(dāng)θ= π/2時(shí)，該方向的聲場分布如圖3所示，散射波聲壓隨傳播距離呈指數(shù)下降。

圖3 聲壓隨傳播距離的變化(θ= π/2)Fig.3 The change of acoustic pressure with propagation distance(θ= π/2)

為了分析散射聲波強(qiáng)度的分布情況，需要計(jì)算其散射方向性。在遠(yuǎn)場的條件下，可得探針球端散射場的方向性函數(shù)，具體表示如下[12]：

(4)

|R(θ)|是探針球端表面散射波聲壓的方向性函數(shù)。當(dāng)取f=1 MHz，a=1 mm，c=1 500 m/s，p0=1時(shí)，散射波聲壓的方向特性如圖4所示，反映各個(gè)散射方向聲壓值與入射聲壓值p0的比值。

圖4 散射波聲壓方向特性圖Fig.4 Acoustic pressure direction characteristic diagram of scattered wave

探針球端的散射波作為一種次級聲源存在，其聲波強(qiáng)度的空間分布是不均勻的。在散射波聲壓方向特性圖的基礎(chǔ)上，可得到散射聲波強(qiáng)度的方向特性，它是由|R(θ)|2決定。當(dāng)ka值變化時(shí)，各階散射波分量的振幅和各階波的能量分配隨ka值而變化，即散射波強(qiáng)度的方向性隨ka值而變。當(dāng)取f=1 MHz，a=1 mm，c=1 500 m/s，p0=1時(shí)，其探針球端表面散射波聲強(qiáng)的方向特性如圖5所示。

圖5 散射波強(qiáng)度方向特性圖Fig.5 Acoustic intensity direction characteristic diagram of scattered wave

從圖4和圖5可看出，大部分的聲波能量都集中于球端的背部方向(0°方向)，部分散射波集中于側(cè)面90°方向。結(jié)合圖3散射波聲壓隨傳播距離的變化，在設(shè)計(jì)制作傳感器時(shí)，PVDF選擇距離探針球端15 mm處，既避免距離過近，傳感器受到聚焦聲場旁瓣的影響，又避免距離過遠(yuǎn)，散射聲波信號太小，傳感器信噪比過低。這給傳感器的設(shè)計(jì)提供了理論參考依據(jù)，通過測量散射波的強(qiáng)度來間接測量獲取HIFU聲場焦域的聲壓和聲強(qiáng)。

2.2 超聲波的散射

傳感器采用PVDF壓電薄膜作為傳感元件，應(yīng)變傳感機(jī)理是壓電材料的正壓電效應(yīng)[14]。探針球端表面散射的超聲波傳遞到PVDF壓電薄膜圓環(huán)上，會(huì)發(fā)生壓電效應(yīng)，這是一個(gè)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，使薄膜上下電極產(chǎn)生電勢差的過程。為描述PVDF壓電薄膜的輸出信號與應(yīng)變之間的關(guān)系，采用第一類壓電方程來研究它的應(yīng)變傳感機(jī)理，邊界條件為機(jī)械自由和電學(xué)短路[15]，即：

S=SET+dTE

(5)

D=dT+εTE

(6)

式中：SE為恒電場下彈性柔度常數(shù)矩陣;d為壓電常數(shù)矩陣;εT為應(yīng)力恒定時(shí)的介電常數(shù);S為應(yīng)變;D為電位移;T為應(yīng)力;E為電場強(qiáng)度。

當(dāng)PVDF作為傳感元件時(shí)，外加的電場為零，這時(shí)壓電方程可表示為[16]：

Di=dijTj(i=1～3,j=1～6)

(7)

式中：Di為電位移;dij為壓電常數(shù);Tj為應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，由式(7)可得：

Di=dikckjxj(i=1～3,k,j=1～6)

(8)

式中：ckj為壓電材料的彈性常數(shù);xj為應(yīng)變。

對于PVDF，不為零的壓電常數(shù)只有d31、d32、d33、d24、d15這5個(gè)，且d31=d32，d24=d15。所使用的壓電薄膜的電極位于D3方向，其它兩個(gè)方向沒有電極，即D1、D2為零。因此結(jié)合式(7)和式(8)并進(jìn)行簡化，得到電位移D3與應(yīng)變之間的關(guān)系為：

(9)

從式(9)可看出，6個(gè)應(yīng)變的改變都會(huì)引起電位移的改變。由于傳感器工作時(shí)，PVDF距離探針球端較遠(yuǎn)，且PVDF的厚度很薄，故PVDF的主要傳感方向?yàn)閤1，即電軸方向，因此可令x2=x3=x4=x5=x6=0，這樣式(8)可進(jìn)一步簡化為：

D3=(d31c11+d32c21+d33c31)x1

(10)

散射波從探針球端表面?zhèn)鞑サ絇VDF上各位置的聲程不同，故作用在PVDF各部分的聲壓振幅和相位也不相同。通過電荷對面積的積分可以計(jì)算出PVDF壓電薄膜上的電荷總量，即：

Q=?sqnds

(11)

式中：Q為PVDF壓電薄膜一個(gè)電極上的總電荷量;qn為電荷量;s為PVDF壓電薄膜面積。

假設(shè)面積為s的PVDF壓電薄膜圓環(huán)分割成N個(gè)矩形微元ΔSi(i=1，2，3，4，…，N)，此時(shí)每個(gè)微元近似上下電極平行，由電場高斯定律可得每個(gè)微元的輸出電荷與傳感應(yīng)變x1的關(guān)系：

qi=D3ΔSi=(d31c11+d32c21+d33c31)x1ΔSi

(12)

式中：ΔSi為每個(gè)矩形微元的面積。整個(gè)PVDF壓電薄膜圓環(huán)上的輸出電荷近似為：

(13)

式中：qi為每個(gè)矩形微元上的電荷量。

基于正壓電效應(yīng)，PVDF進(jìn)行機(jī)電轉(zhuǎn)換，致使PVDF發(fā)生一定的形變，從而使上下電極產(chǎn)生極性相反、大小相等的電荷。因而，可把PVDF等效為一個(gè)電容器，其電容量為：

Ca=εrε0S/δ

(14)

式中：S是PVDF的有效面積;δ是PVDF的厚度;εr是PVDF的相對介電常數(shù);ε0是真空介電常數(shù)。

PVDF采用的是進(jìn)口的鍍銀PVDF壓電薄膜，厚度為52 μm，其中上下鍍銀層為6 μm，鍍銀層為導(dǎo)電層。PVDF的開路電壓為：

U(t)=Q(t)/Ca

(15)

在此過程中，將PVDF壓電薄膜圓環(huán)等效為一電壓源、電容與電阻串聯(lián)的關(guān)系，等效電路如圖6所示[17]。

圖6 傳感器等效電路圖Fig.6 Equivalent circuit diagram of sensor

圖6中，虛線框表示PVDF等效電路，Ca和Ra分別為PVDF內(nèi)部電容和電阻，U表示電壓源，Ci和Ri分別為輸入電容和輸入電阻。

后期采用水聽器比較法，可得到反射探針傳感器的靈敏度。在測量HIFU聲場的過程中，根據(jù)傳感器的輸出信號和靈敏度，可計(jì)算出焦域內(nèi)球端所處位置的聲壓值，進(jìn)一步可得該測量點(diǎn)的聲強(qiáng)值[18]，其計(jì)算公式為：

(16)

式中：I為聲強(qiáng);P為聲壓峰值;ρ為介質(zhì)密度;c為介質(zhì)中的聲速。

3 有限元仿真分析

基于圖1所示的傳感器工作示意原理，利用有限元軟件，建立如圖7所示的仿真模型。模型根據(jù)實(shí)際測量參數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件設(shè)定，設(shè)置聚焦換能器曲率半徑為100.0 mm，開口孔徑為90.0 mm且工作頻率為1 MHz。同時(shí)將探針的球端置于距離換能器表面100.0 mm處，設(shè)置探針的球端直徑為2.0 mm。傳感器中關(guān)于PVDF的相關(guān)參數(shù)列于表1中。

圖7 有限元仿真模型Fig.7 Finite element simulation model

3.1 聲場特性

為了進(jìn)一步研究該傳感器測量HIFU聲場的過程，利用有限元軟件分析超聲波聚焦及探針球端表面散射效應(yīng)。首先利用建立的有限元模型，采用壓力聲學(xué)模塊進(jìn)行求解，HIFU聲場的仿真結(jié)果如圖8所示。設(shè)置聚焦換能器的輻射壓力為500 kPa，超聲波傳播到水域中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)清晰可見的聲場焦域范圍，焦域形狀為橢圓形，如圖8(a)，其焦域范圍(-6 dB)：長為19.0 mm，寬為2.0 mm；焦點(diǎn)處的聲壓值為3.5 MPa。由圖8(b)可知，聚焦換能器產(chǎn)生的焦域內(nèi)，聲波的波振面幾乎平行，可近似看作平面波。圖8(c)給出了沿聲軸方向的聲壓分布，聲壓最大值出現(xiàn)在距離換能器表面100.0 mm附近。根據(jù)惠更斯原理，如圖8(d)，HIFU聲場焦域的外圍會(huì)產(chǎn)生旁瓣現(xiàn)象，故在選擇PVDF位置的時(shí)候，盡量避免聲場旁瓣的干擾，使PVDF與探針的球端保持一定的距離。

圖8 聚焦換能器的聲場分布Fig.8 Acoustic field distribution of focusing transducer

表1 PVDF材料屬性Tab.1 PVDF material properties

3.2 傳感器內(nèi)部散射效應(yīng)

模型設(shè)置時(shí)，將吸聲材料邊界設(shè)置為聲場輻射邊界，球端設(shè)置為硬聲場邊界，增強(qiáng)仿真效果。

聚焦超聲在傳感器內(nèi)部的探針球端表面發(fā)生散射。該過程如圖9(a)所示，球端作為次級聲源，向外輻射聲波，相較于直接測量HIFU焦域聲場，極大程度上降低了所要測量的聲壓和聲強(qiáng)。為了進(jìn)一步定量分析，利用有限元軟件中的壓力聲學(xué)模塊求解，當(dāng)聚焦換能器工作時(shí)，傳感器內(nèi)部的聲場分布如圖9(b)所示，散射聲波向四周輻射。隨著散射距離的增加，散射聲波越來越弱。

PVDF是有機(jī)壓電材料，散射波使PVDF發(fā)生壓電效應(yīng)，薄膜表面產(chǎn)生電勢。為仿真該過程，利用有限元軟件中的固體力學(xué)模塊和靜電模塊，對其進(jìn)行聲—結(jié)構(gòu)邊界和壓電效應(yīng)兩個(gè)多物理場的耦合運(yùn)算。通過定量分析，求解在單個(gè)周期的正弦脈沖信號激勵(lì)下的傳感器輸出信號。

圖9 傳感器內(nèi)部散射分布Fig.9 Scattering distribution inside the sensor

當(dāng)聚焦換能器工作時(shí)，激勵(lì)信號為一個(gè)周期的正弦脈沖信號，傳感器輸出信號的仿真結(jié)果如圖10所示，呈現(xiàn)了一個(gè)瞬態(tài)信號的過程，且波形理想，聲場干擾少。

圖10 傳感器輸出信號Fig.10 Output signal of sensor

4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

為了進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證理論方法可行性和仿真模型的可靠性，研制了傳感器。為實(shí)現(xiàn)HIFU聲場測量實(shí)驗(yàn)，搭建如圖11所示的測試系統(tǒng)。通過信號發(fā)生源發(fā)送電壓響應(yīng)至功率放大器，進(jìn)而激勵(lì)凹球殼聚焦換能器工作。通過夾具夾持傳感器，利用三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，對HIFU聲場焦域進(jìn)行測量，輸出信號呈現(xiàn)在示波器上，最終將數(shù)據(jù)讀取并存儲(chǔ)在電腦中。

圖11 測試系統(tǒng)Fig.11 Testing system

4.1 傳感器輸出信號的特性研究

設(shè)置聚焦換能器輻射聲功率為9.032 W，傳感器的輸出信號如圖12所示。當(dāng)發(fā)射30個(gè)周期的正弦脈沖波作為換能器的激勵(lì)信號時(shí)，傳感器輸出信號如圖12(a)所示，呈現(xiàn)一個(gè)暫態(tài)—穩(wěn)態(tài)—暫態(tài)的過程。當(dāng)發(fā)射一個(gè)周期的正弦脈沖波作為換能器的激勵(lì)信號時(shí)，傳感器輸出信號如圖12(b)所示，波形與仿真結(jié)果(圖10)能夠相匹配，且實(shí)際測量值為96 mV，與仿真結(jié)果誤差為12.7%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在輸出信號最大值后面還有一串幅值較小的波形，與仿真略有差異。因?yàn)榉抡媸窃诶硐氲臈l件下進(jìn)行，而實(shí)際測量時(shí)由于傳感器夾持在三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，有方向上的偏差，以及傳感器浸入水中，測量環(huán)境沒有仿真環(huán)境理想，有其他混雜現(xiàn)象的存在。

圖12 傳感器的輸出信號Fig.12 Output signal of sensor

4.2 靈敏度測量

進(jìn)行靈敏度測量實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別采用針式水聽器1號和反射探針傳感器對聚焦換能器焦點(diǎn)進(jìn)行測量。所用針式水聽器1號已經(jīng)校準(zhǔn)，靈敏度為 -235 dB。采用水聽器比較法進(jìn)行校準(zhǔn)，將針式水聽器1號和反射探針傳感器先后放入聲場中同一位置，讓兩者接收同樣的聲壓，然后比較兩個(gè)傳感器的開路輸出電壓，計(jì)算公式為：

(17)

由式(17)可知，只要測得前后放入的針式水聽器1號和反射探針傳感器的開路輸出電壓es與ex，再結(jié)合已知針式水聽器1號靈敏度Ms，即可求得反射探針傳感器的靈敏度。

設(shè)置聚焦換能器輻射聲功率為9.032 W，分別用兩種傳感器測量焦點(diǎn)聲壓，測量結(jié)果列于表2。

表2 兩種傳感器的靈敏度Tab.2 Sensitivity of two kinds of sensors

對比靈敏度測量結(jié)果，反射探針傳感器接收到的散射波聲壓遠(yuǎn)小于焦點(diǎn)處聲壓。驗(yàn)證了該傳感器測量聲場的可行性。

為驗(yàn)證傳感器輸出信號與焦域聲壓值呈線性關(guān)系，設(shè)置聚焦換能器輻射聲功率(0.159，0.651，1.392，2.477，3.758，5.308，7.051，7.931，8.633，9.032，9.406，9.651 W)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖13所示。當(dāng)不斷增加換能器輻射聲功率，測量出每個(gè)輻射聲功率下的焦點(diǎn)聲壓值，并對應(yīng)反射探針傳感器的輸出信號。觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，傳感器輸出信號隨測量點(diǎn)聲壓基本呈線性變化，能夠較好地進(jìn)行線性擬合，靈敏度為-270 dB，證明反射探針傳感器具有良好穩(wěn)定的靈敏度，能夠適用于焦域聲壓測量。

圖13 反射探針傳感器輸出信號隨焦點(diǎn)聲壓值的變化Fig.13 Change of output signal of reflection probe sensor with focus acoustic pressure value

4.3 焦域聲場測量

在對焦域聲場測量時(shí)，首先通過在聲傳播方向上移動(dòng)傳感器找到聲壓焦點(diǎn)所在位置。在焦點(diǎn)處，為了測量時(shí)能夠包含大部分能量區(qū)域同時(shí)兼顧測量效率，選取測量平面為8 mm×8 mm，掃描點(diǎn)間隔為0.2 mm[19,20]。設(shè)置聚焦換能器輻射聲功率為9.032 W，分別用針式水聽器1號和反射探針傳感器進(jìn)行測量，測量結(jié)果如圖14、圖15、圖16所示。

圖14 聲壓分布測量Fig.14 Measurement of acoustic pressure distribution

圖15 聲強(qiáng)分布測量Fig.15 Measurement of acoustic intensity distribution

圖16 空間分辨能力對比Fig.16 Contrast of spatial resolution

從圖14～圖16可看出，在焦點(diǎn)聲強(qiáng)為327 W/cm2的情況下，兩種傳感器測量得到的聲場分布特征較為理想，證明了反射探針傳感器測量聲場的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)中反射探針傳感器能夠和針式水聽器保持良好的一致性，能夠準(zhǔn)確測量焦域的范圍及其聲壓和聲強(qiáng)，且空間識(shí)別度良好。

在空間分辨率上，針式水聽器優(yōu)于反射探針?biāo)犉?。本文中新型傳感器的反射探針直徑? mm，針式水聽器的直徑小于1 mm。在測量聲場的過程中，如圖16所示，針式水聽器檢測的焦域范圍比新型傳感器小，更加精準(zhǔn)，而反射探針直徑為2 mm，在測量焦域邊緣時(shí)，空間上無法測量精準(zhǔn)，這需要減小反射探針的直徑，增加精度。其次在焦域的外部，針式水聽器可以測量出更低的聲壓閾值，即對于微弱的聲壓信號也能測量出來，而新型傳感器由于探針球端反射，導(dǎo)致反射后的聲信號過小，難以檢測到。后期通過建立的仿真模型繼續(xù)設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，同時(shí)改變反射探針的直徑，完善整個(gè)傳感器。

5 結(jié) 論

通過建立反射探針傳感器測量HIFU聲場參數(shù)的物理模型，研究了傳感器工作的機(jī)理。同時(shí)應(yīng)用有限元軟件計(jì)算和分析了傳感器內(nèi)部的散射聲場分布，并定量預(yù)測了聚焦超聲作用下的傳感器輸出信號。同時(shí)，研制傳感器并搭建實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對比，表明該模型準(zhǔn)確可靠。

根據(jù)理論和實(shí)驗(yàn)研究表明，用新型反射探針傳感器測量中低功率下HIFU聲壓和聲強(qiáng)的方法被證實(shí)。研究證明傳感器的輸出信號以及空間分辨率與探針球端大小和PVDF位置有關(guān)，提出的物理模型可為進(jìn)一步研制該傳感器提供理論依據(jù)。而對于傳感器的制作工藝的提升和傳感器性能的評定，甚至后期為應(yīng)用于更高功率下的HIFU聲場測量還有待進(jìn)一步研究和探索。