Развіццё тэхналогіі ультрагукавых п'езаэлектрычных керамічных пераўтваральнікаў

 1. Тэхналогія медыцынскай ультрагукавой візуалізацыі - гэта чатыры сучасныя тэхналогіі медыцынскай візуалізацыі, якія шырока выкарыстоўваюцца ў кардыялогіі, акушэрстве, афтальмалогіі, печані, нырках, жоўцевай бурбалцы і сасудзістай сістэме. У параўнанні з іншымі тэхналогіямі візуалізацыі ультрагукавая тэхналогія мае унікальныя перавагі: добрая прадукцыйнасць у рэжыме рэальнага часу, адсутнасць пашкоджанняў і нізкі кошт,ультрагукавой правадной керамічны дыск шырока выкарыстоўваецца ў практычнай клінічнай практыцы. Ультрагукавая тэхналогія візуалізацыі - гэта метад апрацоўкі малюнкаў з выкарыстаннем ультрагукавых хваль, выпраменьваных ультрагукавымі датчыкамі, якія ўваходзяць у тканіны чалавека і адлюстроўваюць рэха-сігналы на розных тканкавых межах чалавечага цела. Ультрагукавы пераўтваральнік адначасова з'яўляецца ультрагукавым перадатчыкам і прыёмнікам рэха. Гэта найбольш важны акустычны кампанент у сістэмах медыцынскай ультрагукавой візуалізацыі і з'яўляецца гарантыяй атрымання высакаякасных малюнкаў. Нараджэнне розных новых функцый і метадаў візуалізацыі таксама неаддзельна ад інавацыйнай тэхналогіі пераўтваральнікаў. У гэтым артыкуле абмяркоўваюцца развіццё і перспектывы тэхналогіі ультрагукавога пераўтваральніка.

2. п'езаэлектрычны кампазітны пераўтваральнік

    У цяперашні час, п'езаэлектрычная кераміка з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўваным матэрыялам у ультрагукавых датчыках візуалізацыі, якія маюць высокую эфектыўнасць электрамеханічнага пераўтварэння. Лёгка спалучаецца са схемамі, стабільная праца, простая апрацоўка і нізкі кошт, яна шырока выкарыстоўваецца. У той жа час электрычныя керамічныя матэрыялы таксама маюць вялікі акустычны супраціў, які няпроста супаставіць з акустычным супраціўленнем мяккіх тканін чалавека і вады; механічная якасць, высокі каэфіцыент, вузкая паласа прапускання, высокая далікатнасць, нізкая трываласць на расцяжэнне, цяжка фармаваць кампаненты вялікай плошчы і звыштонкія высокачастотныя пераўтварэнні. Прылада нялёгкая ў апрацоўцы і іншыя дэфекты. У 1970-я гады амерыканцы R.ENewnham і LE.Cross і іншыя пачалі лячыць яйкі. У вывучэнні кампазітных матэрыялаў кампазітныя матэрыялы заснаваны на пэўнай сувязі паміж п'езаэлектрычнай керамікай і палімернымі матэрыяламі. Аб'ёмнае стаўленне і прасторава-геаметрычнае размеркаванне прасторы спалучаюцца. Найбольш шырока вывучанымі п'езаэлектрычнымі кампазітамі з'яўляюцца п'езаэлектрычныя кампазіты тыпу 1-3, якія валодаюць высокай адчувальнасцю, нізкім акустычным супрацівам, нізкай механічнай якасцю і лёгкай апрацоўкай. Кампазітныя ультрагукавыя пераўтваральнікі могуць ствараць шматчастотныя выявы, гарманічныя выявы і іншыя нелінейныя выявы, і іх прадукцыйнасць значна лепшая, чым у п'езаэлектрычныя керамічныя матэрыялы . У цяперашні час выкарыстоўваюцца некаторыя шырокапалосныя пераўтварэнні з п'езаэлектрычных кампазітных матэрыялаў. Энергетычны прыбор прымяняецца для клінічнай шматчастотнай візуалізацыі і гарманічнай візуалізацыі. Аднак з-за ўплыву выкарыстання палімерных матэрыялаў у кампазітным пераўтваральніку, эфектыўнай плошчы п'езакерамікі, акустычнага імпедансу і складанага вытворчага працэсу аднамерны шматматрычны пераўтваральнік па-ранейшаму вырабляецца з выкарыстаннем п'езаэлектрычнай керамікі.

3. п'езаэлектрычны монакрышталічны пераўтваральнік

Японская Nomura пачала даследаванні п'езаэлектрычных крышталічных матэрыялаў. У сярэдзіне 1990-х гадоў п'езаэлектрычныя крышталічныя матэрыялы прыцягнулі шырокую ўвагу даследчыкаў дзякуючы сваім выдатным п'езаэлектрычным уласцівасцям. У цяперашні час пасля п'езаэлектрычных крышталічных пераўтваральнікаў ідуць кампазітныя. Яго п'езаэлектрычны каэфіцыент і электрамеханічны каэфіцыент сувязі значна вышэй, чым у звычайна выкарыстоўваюцца п'езаэлектрычных керамічных матэрыялаў PzT. Масіў пераўтваральнікаў, распрацаваны з п'езаэлектрычнага крышталічнага матэрыялу, мае значна больш высокую адчувальнасць і прапускную здольнасць, чым п'езаэлектрычныя керамічныя пераўтваральнікі . У 1999 г. японская карпарацыя Toshiba распрацавала ультрагукавы датчык PZNTgl/9 з частатой 3,5 МГц, які дасягнуў высокага разрознення і моцнай пранікальнай здольнасці і выкарыстоўваўся ў клінічнай практыцы. У 2003 годзе Універсітэт Паўднёвай Каліфорніі ў Злучаных Штатах распрацаваў высокачашчынны аднаэлементны п'езаэлектрычны монакрышталічны пераўтваральнік з сульфанатнага матэрыялу (LiNbO3), які атрымаў добрую глыбіню пранікнення і суадносіны сігнал-шум выявы. Аднак, паколькі працэс вырошчвання монакрышталяў значна больш складаны, чым працэс падрыхтоўкі керамікі, у цяперашні час немагчыма вырабіць п'езаэлектрычныя монакрышталічныя плёнкі, параўнальныя з п'езаэлектрычнай керамікай, і толькі невялікая колькасць п'езаэлектрычных монакрышталічных пераўтваральнікаў выкарыстоўваецца ў клінічных прымяненнях.

4. шырокапалосны пераўтваральнік

    Раннія пазнакі на ультрагукавым датчыку, такія як 2,5, 3,5, 5, 7, 10 МГц і іншыя працоўныя частоты, звычайна адносяцца да частаты сардэчнага рытму, якая мае паласу прапускання каля 1 МГц, яе можна назваць вузкапалосным датчыкам з адной цэнтральнай частатой і па-ранейшаму вялікая. які мае вялікую страту высокачашчыннага сігналу для глыбокага тканкавага рэха, што ўплывае на рэзкасць і адчувальнасць ступені ультрагукавога малюнка ў сярэдзіне 1980-х гадоў, заснаванае на паслабленні ультрагуку ў біялагічных тканінах і іх ультрагукавых картах. Уплыў выявы заключаецца ў распрацоўцы шырокапалоснага пераўтваральніка, напрыклад, цэнтральнай частаты 3,5 МГц, эфектыўная паласа прапускання можа дасягаць каля 3 МГц датчыка, які выкарыстоўвае высокую частату п'езаэлектрычны датчык дэтанацыі для паляпшэння раздзяляльнасці пры выяўленні павярхоўнай тканіны. Нізкая частата фармуе рэха-сігнал з меншым згасаннем, што прыводзіць да больш рэзкага адлюстравання выявы структуры глыбокай тканіны. У 1990-я гады ў клінічнай дыягностыцы выкарыстоўваліся шырокапалосныя датчыкі з пераменнай частатой і звышшырокапалосныя датчыкі. Калі адзін і той жа датчык можна пераўтварыць для генерацыі ультрагукавых хваль з цэнтральнай частатой 2,5, 3,5 і 6 МГц, прапускная здольнасць дыяпазону можа дасягаць больш за 5 МГц. Звышшырокапалосныя пераўтваральнікі змаглі генераваць ультрагук ад 1,8 да 12 МГц. Цяперашняя тэхналогія гарманічнай візуалізацыі, якая шырока выкарыстоўваецца ў ложку, таксама распрацавана на аснове шырокапалосных пераўтваральнікаў. Як тэхналогіі. Паколькі шырокапалосны пераўтваральнік здольны прымаць некалькі гармонік, якія ствараюцца гукавымі хвалямі ў тканінах, яго пакет змяшчае вялікую колькасць інфармацыі пра чалавечае цела, што можа палепшыць восевае разрозненне выявы і можа палепшыць дух сістэмы ультрагукавой візуалізацыі.