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基于MATLAB的高强度聚焦超声模拟器：模拟分层介质中的热效应与超声束分布

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简介：
本研究开发了基于MATLAB平台的高强度聚焦超声（HIFU）模拟器，旨在精确模拟分层介质中HIFU治疗时的热效应和超声束分布情况。通过该工具，研究人员能够更深入地理解并优化HIFU疗法在不同组织结构中的应用效果。 该系统包含两个模块。第一个模块求解轴对称聚焦超声换能器的压力分布KZK方程，并生成显著图；同时将计算数据转储到Matlab工作区。第二个模块则基于压力分布，根据用户定义的治疗方案来计算加热和热剂量，并再次生成绘图以供后续的数据分析使用。

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  • 基于MATLAB的高强度聚焦超声模拟器：模拟分层介质中的热效应与超声束分布
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    本研究开发了基于MATLAB平台的高强度聚焦超声（HIFU）模拟器，旨在精确模拟分层介质中HIFU治疗时的热效应和超声束分布情况。通过该工具，研究人员能够更深入地理解并优化HIFU疗法在不同组织结构中的应用效果。 该系统包含两个模块。第一个模块求解轴对称聚焦超声换能器的压力分布KZK方程，并生成显著图；同时将计算数据转储到Matlab工作区。第二个模块则基于压力分布，根据用户定义的治疗方案来计算加热和热剂量，并再次生成绘图以供后续的数据分析使用。
     
  • 高斯光束聚焦光斑的光强分布（MATLAB模拟）_RGB显示_高斯光_高斯光束
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    本研究使用MATLAB进行高斯光束聚焦后的光强分布模拟，并采用RGB色彩模式直观展示结果，探讨了不同参数下高斯光束特性。 使用MATLAB编写程序来模拟高斯光束在焦点附近的光场分布。
     
  • 基于MATLAB的超声波声场模拟软件
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    本软件为基于MATLAB开发的超声波声场模拟工具，旨在提供精确的声场分析与可视化功能，适用于科研及工程应用。 丹麦研究人员使用MATLAB编写了一个超声波场仿真工具，并附有详细解释说明。该工具已验证可以正常使用，参数调整也很方便。对于需要进行声场仿真的研究者来说非常实用，无需担心自己从零开始编写代码的问题。
     
  • 高强度聚焦超声疗法用于肿瘤治療
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    高强度聚焦超声（HIFU）疗法是一种非侵入性治疗技术，通过超声波将体外能量聚焦于体内肿瘤组织，实现精准消融，适用于多种实体肿瘤的治疗。 高强度聚焦超声（HIFU）治疗肿瘤是一种非侵入性的医疗技术，通过利用高能量的超声波直接作用于肿瘤组织来实现消融和治疗的效果。这项技术起源于20世纪初对超声疗法的研究，并在随后几十年中不断演变和发展。 早在20世纪30年代，人们就开始使用超声波进行理疗，主要依靠热效应或机械效应改善病变部位的状况。随着科技的进步，治疗方法逐渐多样化并变得更为复杂。进入50年代后，科学家们发现聚焦后的超声束可以在不损害周围组织的情况下精确破坏深层组织的小区域，这为后续的发展提供了理论基础。 然而，在当时由于诊断设备和技术理解上的限制，这种疗法并没有得到广泛应用。直到70年代末期，温热疗法作为一种治疗癌症的方法被提出并受到重视。此时期的探索工作对后来HIFU技术的开发起到了重要的推动作用。 进入21世纪以来，随着超声成像技术和生物学效应研究的进步，无创性地定位和治疗深部组织成为可能。HIFU（高强度聚焦超声）或称为非侵入式超声切除术/聚焦超声外科手术，在国际上被视为一种革命性的肿瘤治疗方法。 中国在该领域取得了显著的进展，并且在全球范围内处于领先地位。多家研究机构及医院已将这项技术应用于临床实践，针对肝癌、乳腺癌等多种实体瘤进行治疗并不断优化方案。 展望未来，HIFU技术有望进一步提升精准度和扩大适应范围的同时降低成本，为越来越多的肿瘤患者带来安全有效的无创性治疗选择。
     
  • 探头声场仿真_saddle53n_相控阵超声与聚焦探头的水浸声场模拟
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    本项目专注于开发用于相控阵超声及聚焦探头的水浸声场模拟软件，采用先进的saddle算法进行精确建模和分析，旨在优化工业无损检测技术。 超声波探头聚焦声场仿真可以模拟水浸探头和相控阵探头的超声发射声场。通过设置探头频率和直径，该方法具有很强的实际应用价值。
     
  • 超声波声场仿真与模拟软件(Matlab)
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    本软件利用Matlab开发，专注于超声波声场的仿真和模拟。它为研究提供精确的数据支持，并优化设备设计，广泛应用于医疗成像、工业检测等领域。 基于MATLAB的超声波声场仿真软件是由丹麦的大牛编写并搬运过来的，已经亲测可以使用，并且可以通过修改输入参数来构建自己的声场模型。
     
  • 圆形换能器声压分布的声场模拟-MATLAB仿真
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    本研究利用MATLAB软件进行仿真分析，探讨了圆形换能器在不同条件下的声压分布情况，为声学工程设计提供理论依据。 使用MATLAB进行圆形换能器声压分布仿真。
     
  • Matlab超声波源码-ElasticMatrix: 使用分波法模拟多层各向异性介质中弹性波的ElasticMatrix软件...
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    ElasticMatrix是一款基于Matlab开发的开源软件，采用分波法精确模拟多层各向异性介质中的弹性波传播。 在使用MATLAB进行超声波原始码处理时，ElasticMatrix工具箱能够通过分波方法[1,3,4]来建模弹性波在多层各向异性介质中的传播，并且可以推广至横观各向同性对称的情况。安装该工具箱需要将其源代码和示例添加到MATLAB的工作路径中，可以通过以下命令实现： 要添加ElasticMatrixToolbox的源代码及所有示例： ```matlab addpath(genpath(/ElasticMatrix)) ``` 仅需添加没有示例的ElasticMatrix工具箱源代码，则使用如下命令： ```matlab addpath(/ElasticMatrix/src-pw) ``` 其中，`src-pw`文件夹包含了所有的源代码。 该软件已在MATLAB 2016a及更高版本中进行了测试，并且可以在大多数个人笔记本电脑和台式机上运行。此外，在MATLAB环境中查看html文档的步骤如下： 执行命令： ```matlab help(or press F1)->Supplemental Software->ElasticMatrixToolbox./exam ``` 以上即为使用该工具箱的基本指导信息。
     
  • 超声数值模拟的MATLAB代码.zip
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    本资源提供了一系列用于进行超声波数值模拟的MATLAB源代码，涵盖不同场景和应用需求。包含详细的注释与示例文件，适合科研人员及学生学习使用。 超声波声场数值模拟利用数学模型与计算方法来预测超声波在不同介质中的传播、散射及反射现象。MATLAB（全称Matrix Laboratory）是一款强大的工程计算软件，广泛应用于数据分析、图像处理等领域，在超声研究中为实现声场的数值模拟提供了理想平台。 首先，需要理解超声波的基本概念：频率高于20kHz以上的机械振动波被称为超声波。它具有穿透性强和方向性好的特点，并被广泛应用在医学成像、工业检测及无损探伤等领域。 使用MATLAB进行超声声场的数值模拟涉及以下关键知识点： 1. **波动方程**：描述了声压或速度随时间和空间的变化，是理解超声波传播的基础。可以利用有限差分法、有限元法和谱方法等手段求解该偏微分方程。 2. **边界条件**：在模拟中设定合适的边界条件（如无反射边界及理想匹配层）以减少计算误差并准确反映实际环境中的边界效应。 3. **时间域与频率域转换**：利用傅立叶变换工具，可以分析超声波的频谱特性，在时间域和频率域之间进行转换。 4. **空间离散化**：将连续物理空间转化为网格，以便使用MATLAB强大的矩阵运算功能解决波动方程。 5. **源信号生成**：通过脉冲或正弦波函数模拟超声发射源。MATLAB的信号处理工具箱提供了丰富的信号生成选项。 6. **结果可视化**：利用MATLAB的绘图功能直观展示声压分布和声速矢量等信息，帮助理解传播特性。 7. **优化与并行计算**：对于大规模计算任务，可以使用MATLAB的并行计算工具加速处理过程。 8. **代码优化**：通过减少内存分配、采用向量化操作及预编译等方式提高程序效率。 9. **实验数据对比**：将模拟结果与实际测试数据进行比对以验证模型准确性，并据此调整参数设置。 综上所述，MATLAB为超声波传播特性研究提供了全面工具。掌握这些关键技术有助于深入探索不同介质中声场的复杂性并为其应用提供理论支持。
     
  • 超声速流经平面的数值模拟分析
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