The purpose of this master thesis is to design a multi-frequency acoustic lens that is able to correct for skull aberrations at any frequency, without changing the location of the focal spot. Such a lens could be used in the future to administer neuromodulation treatments to patients suffering from treatment resistant depression. This report first introduces theoretical tools to clarify the reader's understanding, including the phase unwrapping technique which is the key of the design of a multi-frequency lens. It then presents the state of the art in acoustic lenses. Unwrapped lenses are designed using computer simulations, crafted using a casting technique and experimentally tested and compared to non-unwrapped lenses at three different frequencies on N = 3 skulls. Results show that the unwrapped lenses not only are able to correct for skull aberrations at the three tested frequencies, which is not the case for the non-unwrapped lenses, but also that they are the best performers at the design frequency of the non-unwrapped lenses (i.e. the only frequency at which non-unwrapped lenses correct for skull aberrations). This indicates that unwrapping the phase is useful even if one is only interested in correcting aberrations at a single frequency. Such multi-frequency lenses could be used in the future to find the optimal frequency when treating patients with psychiatric or neurological diseases with ultrasonic neuromodulation.

Syftet med detta examensarbete är att konstruera en akustisk multifrekvenslins som kan korrigera för skalleavvikelser vid alla frekvenser utan att ändra platsen för brännpunkten. En sådan lins skulle i framtiden kunna användas för att ge neuromodulerande behandlingar till patienter som lider av behandlingsresistent depression. I denna rapport presenteras först teoretiska verktyg för att klargöra läsarens förståelse, inklusive fasavvecklingstekniken som är nyckeln till utformningen av en multifrekvenslins. Därefter presenteras den senaste tekniken för akustiska linser. Linser med avveckling utformas med hjälp av datorsimuleringar, tillverkas med hjälp av en gjutteknik och testas experimentellt och jämförs med linser utan avveckling vid tre olika frekvenser på N = 3 kranier. Resultaten visar att de oinpackade linserna inte bara kan korrigera för skallavvikelser vid de tre testade frekvenserna, vilket inte är fallet med de oinpackade linserna, utan också att de är de som presterar bäst vid designfrekvensen för de oinpackade linserna (dvs. den enda frekvens vid vilken oinpackade linser korrigerar för skallavvikelser). Detta tyder på att det är användbart att avveckla fasen även om man bara är intresserad av att korrigera aberrationer vid en enda frekvens. Sådana multifrekvenslinser skulle i framtiden kunna användas för att hitta den optimala frekvensen när man behandlar patienter med psykiatriska eller neurologiska sjukdomar med ultraljudsneuromodulering.