Page 84 - 《应用声学》2021年第1期

第 40 卷 第 1 期 Vol. 40, No. 1
2021 年 1 月 Journal of Applied Acoustics January, 2021

⋄ 生物医学超声与光声 ⋄

利用k-Wave计算超声在腹壁组织的声辐射力 ∗

乔玉配 1 宫门阳 1 汪海宾 2 李 楠 1 刘杰惠 1 毛一葳 1

何爱军 3 刘晓宙 1†

(1 近代声学教育部重点实验室 南京大学声学研究所 人工微结构科学与技术协同创新中心 南京 210093)
(2 江苏科技大学理学院 镇江 212003)
(3 南京大学电子科学与工程学院 南京 210093)

摘要：随着科学技术的发展，声辐射力在生物医学领域得到了更为广泛的应用，尤其是在弹性成像领域。为了
使弹性成像技术更加精准，对声辐射力的预测至关重要。该文基于腹壁组织图像，利用 k-Wave 对超声波在腹
壁组织区域传播时的声场进行数值模拟，获得了其声场分布，进而求得了组织中声辐射力分布情况，同时对面
阵换能器的阵元宽度、间距、阵元个数以及工作频率等参量对声辐射力的影响进行了计算与分析。结果表明，
腹壁组织的声场分布受其非均匀性的影响，声辐射力的分布情况依赖于换能器参量的选择。该研究为声辐射
力在弹性成像技术中的应用奠定了基础，为其技术的改进提供了重要依据。
关键词：k-Wave；弹性成像；声辐射力
中图法分类号: O424; O426 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2021)01-0080-09
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2021.01.010

Calculation of acoustic radiation force on abdominal wall tissue induced by
ultrasound using the k-Wave Toolbox

QIAO Yupei 1 GONG Menyang 1 WANG Haibin 2 LI Nan 1 LIU Jiehui 1 MAO Yiwei 1

HE Aijun 3 LIU Xiaozhou 1

(1 Key Laboratory of Modern Acoustics, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Institute of Acoustics
and School of Physics, Nanjing University, Nanjing 210093, China)
(2 School of Science, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212003, China)
(3 School of Electronic and Science Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China)

Abstract: With the development of technology, acoustic radiation force has been widely used in biomedical
field, especially in elastography. To pursue more accurate elastography technology, the prediction of acoustic
radiation force is very important. In this paper, based on the image of an abdominal tissue wall tissue, the
sound field of ultrasonic propagating in the abdominal wall tissue is simulated using k-Wave, and the sound
field distribution is obtained. The distribution of acoustic radiation force is also presented. Moreover, the
effects of the width, spacing, number of elements and working frequency on the acoustic radiation force are

2020-09-12 收稿; 2020-12-09 定稿
国家重点研发计划项目 (2017YFA0303702), 国家自然科学重点基金项目 (11834008), 国家自然科学面上基金项目 (11774167), 声场声
∗
信息国家重点实验室项目 (SKLA202008), 中国科学院水声环境特性重点实验室项目 (SSHJ-KFKT-1701), 国家质检总局技术研发计
划项目 (2017QK125)
作者简介: 乔玉配 (1991– ), 女, 河南安阳人, 博士研究生, 研究方向: 物理声学。
† 通信作者 E-mail: xzliu@nju.edu.cn