基于霍爾效應(yīng)電刺激方法的仿真和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、基于霍爾效應(yīng)的電刺激方法將聲能轉(zhuǎn)化為電能，能夠在生物組織內(nèi)部產(chǎn)生與超聲聲場(chǎng)分布較為一致的電場(chǎng)，該電刺激方法具有良好的刺激深度和聚焦性、無痛、無創(chuàng)、且不使用電極，在科學(xué)研究和臨床診治過程中均具有潛在的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)階段，該電刺激方法已開展的研究較少，對(duì)于其可行性的研究具有重要的意義。
　　本文首先介紹了基于霍爾效應(yīng)的電刺激方法的基本原理，并根據(jù)基本原理對(duì)影響該電刺激（頻率、幅值、電場(chǎng)方向和電場(chǎng)分布）的因素進(jìn)行了分析。為了驗(yàn)證其可行性，

2、搭建了基于霍爾效應(yīng)電刺激方法的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由聚焦超聲換能器、自主設(shè)計(jì)并完成的超聲激勵(lì)電路、電磁鐵提供的穩(wěn)恒磁場(chǎng)、控制超聲換能器移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)等部分組成。
　　針對(duì)實(shí)驗(yàn)中定制聚焦超聲換能器的各項(xiàng)參數(shù)及聲場(chǎng)分布，使用Matlab設(shè)計(jì)了一個(gè)聚焦超聲換能器并模擬了其聲場(chǎng)分布。根據(jù)仿真超聲換能器的聲場(chǎng)分布，對(duì)浸于水中的銅線在不同實(shí)驗(yàn)條件下，位于不同位置時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)的頻率、幅值和分布進(jìn)行了仿真。依據(jù)仿真結(jié)果分析了該電刺激

3、方法產(chǎn)生電場(chǎng)的強(qiáng)度及分布特點(diǎn)，并對(duì)該電刺激方法應(yīng)用于人體的可行性進(jìn)行了討論。
　　在所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)條件下，使用銅線作為樣本，測(cè)量其兩端產(chǎn)生的電信號(hào)，并改變超聲換能器與樣本之間的距離進(jìn)一步驗(yàn)證了該電信號(hào)與超聲信號(hào)之間的關(guān)系。此外，對(duì)電刺激參數(shù)（頻率、幅值、電場(chǎng)方向和電場(chǎng)分布）的影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該電刺激方法獲得電信號(hào)的頻率與超聲換能器的中心頻率一致，幅值與靜磁場(chǎng)強(qiáng)度和聲壓大小存在線性關(guān)系，電場(chǎng)方向同時(shí)垂直于靜磁場(chǎng)和