Ontwikkeling van ultrasoniese transducer tegnologie

(2) Piëso-elektriese enkelkristal- omskakelaars: Nomura het in 1969, in die 1990's, navorsing oor piëso-elektriese enkelkristalmateriale begin. Middeltermyn piëso-elektriese enkelkristalmateriale het wye aandag van navorsers getrek weens hul uitstekende piëso-elektriese eienskappe. Tans is piëzo-elektriese enkelkristal-omskakelaars uitstekende navorsingspunte na saamgestelde transduktors. Byvoorbeeld, 'n nuwe tipe ontspanne ferro-elektriese enkelkristal-omskakelaar verteenwoordig deur loodlantaan-sinksitraat-loodtitanaat en loodbismutsilikaat-loodtitanaat het baie hoër piëso-elektriese koëffisiënt en elektromeganiese koppelingskoëffisiënt as die PZT-keramiekmateriaal. Die transducer-skikking wat met piëzo-elektriese enkelkristalmateriaal ontwerp is, het baie hoër sensitiwiteit en bandwydte as die piëzo-elektriese keramiekvervangingstoestel. In 1999 het Toshiba Corporation van Japan die 3.5MHZ PZNT91/9 ultrasoniese transducer ontwikkel, wat hoë resolusie en sterk penetrasiekrag behaal het, en klinies toegepas is. In 2003 het die Universiteit van Suid-Kalifornië 'n hoëfrekwensie maar elementêre piëso-elektriese kristalomskakelaar ontwikkel wat van litiumtantalaatmateriaal gemaak is, wat 'n goeie penetrasiediepte en beeldsein-tot-geraasverhouding verkry het. Die enkelkristalgroeiproses is egter baie meer ingewikkeld as die keramiekvoorbereidingsproses. Tans is dit nie moontlik om piëso-elektriese enkelkristalle teen 'n prys vergelykbaar met keramiek te vervaardig nie, en slegs 'n klein aantal transduktors gemaak van piëso-elektriese enkelkristalle word en klinies toegepas.

2, Breëband transducer: vroeg gemerk op die ultraklank sonde soos 2,5, 3,5, 5, 7, 10MHz, ens. Die bedryfsfrekwensie van piëzo-elektriese silinder komponent oor die algemeen verwys na sy middelfrekwensie, sy bandwydte is ongeveer 1MHz, hierdie tipe sonde kan genoem word enkele sentrum frekwensie smal band. Die transducer is nog lank privaat, en dit het 'n groot verlies aan hoëfrekwensie sein na die diepweefsel-eggo, wat die helderheid en sensitiwiteit van die ultraklankpatroon beïnvloed. In die middel 1980's, gebaseer op die verswakkingswet van ultraklank in biologiese weefsels en die invloed daarvan op ultraklankbeelde, is 'n wyeband-omskakelaar ontwikkel, soos 'n omskakelaar met 'n middelfrekwensie van 3,5 MHz en 'n effektiewe bandwydte van ongeveer 3 MHz. Oppervlakkige weefsel gebruik hoë frekwensie om resolusie te verbeter, terwyl diep weefsel lae frekwensie gebruik om minder verswakte eggo-seine te vorm, wat lei tot 'n duideliker beeldvertoning van diepweefselstrukture.In die 1990's is veranderlike-frekwensie breëband-omskakelaars en ultrawyeband-omskakelaars in kliniese diagnostiek gebruik. Harmoniese beeldtegnologie word wyd gebruik in die kliniese praktyk, is ook 'n beeldtegnologie wat ontwikkel is op die basis van breëband-omskakelaars. Aangesien die breëband-omskakelaar veelvuldige harmonieke kan ontvang wat deur die invallende ultraklank in die fondament van die weefsel gegenereer word, bevat dit 'n groot hoeveelheid menslike liggaamsinligting, kan dit die aksiale resolusie van die beeld verbeter en kan die sensitiwiteit van die ultraklankbeeldstelsel verbeter.

3, Driedimensionele ultraklankbeeld-omskakelaar: In vergelyking met tradisionele tweedimensionele ultraklankbeelding, het driedimensionele ultraklankbeelding die voordele van intuïtiewe beeldvertoning, akkurate meting van die volume en area van die teiken, en tyd wat nodig is om die diagnose van die dokter te verkort. Ultraklankbeelding was die fokus van huidige toepassings en ontwikkeling. Tans is daar hoofsaaklik twee metodes vir die verkryging van driedimensionele ultraklankbeelde. Een daarvan is om 'n reeks tweedimensionele ultrasoniese beelde met bekende ruimtelike posisies te verkry deur die bestaande eendimensionele gefaseerde lynskikking te gebruik, en dan driedimensionele rekonstruksie op die beelde uit te voer om tweedimensionele beelde hoofsaaklik deur meganies-gedrewe skandering en magnetiese veldruimte te verkry. posisionering skandering metode. Die meganiese aandrywingskanderingsmetode is om 'n tweedimensionele beeld te verkry deur die omskakelaar op 'n rekenaarbeheerde meganiese arm vas te maak vir waaier-vee of roterende skandering. As gevolg van ingewikkelde toerusting en hoë tegniese vereistes word die metode van Pzt piëzo-kristalle tans minder gebruik; magnetiese veld ruimtelike posisionering .Die skandering metode is om die magnetiese veld posisie sensor op die konvensionele ultrasoniese transducer vas te maak, en meet die verandering van die ruimtelike posisie van die transducer tydens die monsterneming operasie; die ewekansige skandering kan soos 'n konvensionele sonde uitgevoer word, en die bewegingspoor van die rekenaarwaarnemingsondersoek word gemonster. Die metode is buigsaam in werking en kan 'n wye reeks skandering uitvoer. Die nadeel is dat die stelsel voor elke gebruik gekalibreer moet word, en die skanderingsproses moet eweredig en stadig wees, wat grootliks deur menslike faktore beïnvloed word. Daarbenewens is die bestaande eendimensionele lineêre skikking-omskakelaar saamgestel uit 'n veelheid van klein elemente in een dimensie, en elektroniese fokus in die beeldvlak kan bereik word. Daar is egter net een skikkingselement in 'n ruimtelike posisie met 'n sekere dikte vanaf die beeldvlak, en elektroniese fokus kan nie gerealiseer word nie. In die toekoms word driedimensionele rekonstruksie gerealiseer, en die fokus word gewoonlik bereik deur 'n akoestiese lens in die dikterigting van die beeldvlak te gebruik, maar die fokus is vas as gevolg van die fokus van die lens. Terselfdertyd is die rekonstruksie van die driedimensionele beeld deur die tweedimensionele beeld te lank, en die resolusie van die driedimensionele beeld is dikwels laer as dié van die tweedimensionele beeld. Aangesien die tweedimensionele beelde op verskillende tye verkry word, is die gerekonstrueerde driedimensionele beelde moeilik om intydse vertoon van lewende weefsels en organe te realiseer. Die piëzo-keramieksensor moet die tweedimensionele area-skikkingsonde gebruik om die ultrasoniese straal te beheer om in die driedimensionele ruimte-afbuigingsrigting te fokus, intydse driedimensionele ruimtelike data te verkry, en dan die driedimensionele beeld te rekonstrueer.