近日，上海科技大学生物医学工程学院彭畅课题组在仪器仪表领域期刊IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement上发表标题为“A Systematic Investigation of Thermal Effects of High-Intensity Focused Ultrasound Therapy for Ultrasound Neuromodulation”的研究成果。团队成功研发了中心频率为1-2 MHz的聚焦超声换能器，电声转换效率可达80%以上，系统阐明了低强度聚焦超声作用参数对不同生物组织热效应的影响机制，对保障低强度聚焦超声在临床热疗应用中的安全性和有效性具有重要的指导意义。
研究人员采用该聚焦超声换能器对不同生物组织超声热效应进行了系统的理论分析和实验研究。研究结果表明提高聚焦超声作用参数，包括超声频率、输入电功率和占空比，能够显著提高组织内超声焦点处的升温速度以及温度峰值，其中超声频率对温升影响最为显著。同时，提高输入电功率相比于提高脉冲波占空比的温升效果更加明显。此外，增加脉冲周期数对温升几乎没有影响，并且不同生物组织的声学衰减系数显著影响其内部升温速度。实验测量结果与理论分析结果吻合良好。
图1：高电声转换效率的聚焦超声换能器
图2：低强度聚焦超声作用参数对不同生物组织热效应的影响机制研究
上海科技大学生医工学院彭畅课题组硕士研究生付奔为论文第一作者，彭畅教授为通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。同济大学附属第十人民医院和复旦大学附属中山医院为论文的合作单位。
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