Ultraäänipietsosähköisen keraamisen anturiteknologian kehittäminen

 1.Lääketieteellinen ultraäänikuvaustekniikka on nykyaikaisen lääketieteellisen kuvantamistekniikan neljä lääketieteellistä kuvantamistekniikkaa, ja sitä on käytetty laajalti kardiologiassa, synnytystaudissa, oftalmologiassa, maksassa, munuaisissa, sappirakossa ja verisuonijärjestelmässä. Verrattuna muihin kuvantamistekniikoihin ultraäänikuvaustekniikalla on ainutlaatuiset edut: hyvä reaaliaikainen suorituskyky, vaurioituminen ja alhaiset kustannukset,ultraäänilangallista keraamilevyä käytetään laajasti käytännön kliinisessä käytännössä. Ultraäänikuvaustekniikka on kuvantamistekniikka, jossa käytetään ultraääniantureiden lähettämiä ultraääniaaltoja päästämään ihmiskudokseen ja heijastamaan kaikuja ihmiskehon eri kudosrajoilla. Ultraäänianturi on sekä ultraäänilähetin että kaikuvastaanotin. Se on lääketieteellisten ultraäänikuvausjärjestelmien kriittisin akustinen komponentti ja takaa korkealaatuisten kuvien saamisen. Erilaisten uusien kuvantamistoimintojen ja -menetelmien synty on myös erottamaton anturiteknologian innovaatiosta. Tässä artikkelissa käsitellään ultraäänikuvausanturiteknologian kehitystä ja tulevaisuudennäkymiä.

2. pietsosähköinen komposiittianturi

    Tällä hetkellä, pietsosähköinen keramiikka ovat yleisimmin käytettyjä materiaaleja ultraäänikuvausmuuntimissa, joilla on korkea sähkömekaaninen muunnostehokkuus. Helppo yhdistää piireihin, vakaa suorituskyky, helppo käsittely ja alhaiset kustannukset, sitä käytetään laajalti. Samaan aikaan sähkökeraamisilla materiaaleilla on myös suuri akustinen impedanssi, jota ei ole helppo sovittaa yhteen ihmisen pehmytkudoksen ja veden akustisen impedanssin kanssa; mekaaninen laatu, korkea kerroin, kapea kaistanleveys, korkea hauraus, alhainen vetolujuus, on vaikea muotoilla suuria komponentteja ja erittäin ohut suurtaajuusmuunnos. Laitetta ei ole helppo käsitellä ja muita vikoja. 1970-luvulla amerikkalaiset R.ENewnham ja LE.Cross ym. alkoivat hoitaa munia. Komposiittimateriaalien tutkimuksessa komposiittimateriaalit perustuvat tiettyyn yhteyteen pietsosähköisen keramiikan ja polymeerimateriaalien välillä. Tilavuussuhde ja tilan geometrinen jakautuminen yhdistetään. Eniten tutkitut pietsosähköiset komposiitit ovat 1-3 tyyppisiä pietsosähköisiä komposiitteja, joilla on korkea herkkyys, alhainen akustinen impedanssi, alhainen mekaaninen laatutekijä ja helppo käsitellä. Komposiittiset ultraäänianturit voivat saavuttaa monitaajuisen kuvantamisen, harmonisen kuvantamisen ja muun epälineaarisen kuvantamisen, ja niiden suorituskyky on huomattavasti parempi kuin pietsosähköiset keraamiset materiaalit . Tällä hetkellä on käytetty joitakin pietsosähköisistä komposiittimateriaaleista valmistettuja laajakaistamuunnoksia. Energialaitetta sovelletaan kliiniseen monitaajuiseen kuvantamiseen ja harmoniseen kuvantamiseen. Kuitenkin johtuen polymeerimateriaalien käytöstä komposiittimuuntimessa, pietsokeramiikan tehollisen alueen, akustisen impedanssin ja monimutkaisen valmistusprosessin vaikutuksesta, yksiulotteinen moniryhmäanturi valmistetaan edelleen käyttämään pietsosähköistä keramiikkaa.

3.pietsosähköinen yksikideanturi

Japanilainen Nomura alkoi tutkia pietsosähköisiä kidemateriaaleja. 1990-luvun puolivälissä pietsosähköiset kidemateriaalit ovat herättäneet tutkijoiden laajaa huomiota erinomaisten pietsosähköisten ominaisuuksiensa ansiosta. Tällä hetkellä pietsosähköisiä kidemuuntimia seuraavat komposiittimuuntimet. Sen pietsosähköinen kerroin ja sähkömekaaninen kytkentäkerroin ovat paljon korkeammat kuin yleisesti käytetyt PzT-pietsosähköiset keraamiset materiaalit. Pietsosähköisestä kidemateriaalista suunnitellulla anturiryhmällä on paljon suurempi herkkyys ja kaistanleveys kuin pietsosähköiset keraamiset muuntimet . Vuonna 1999 japanilainen Toshiba Corporation kehitti 3,5 MHz:n PZNTgl/9-ultraäänianturin, joka saavutti korkean resoluution ja vahvan läpäisytehon ja jota käytettiin kliinisessä käytännössä. Vuonna 2003 Etelä-Kalifornian yliopisto Yhdysvalloissa kehitti korkeataajuisen yksielementtisen pietsosähköisen yksikidemuuntimen, joka oli valmistettu sulfonaattimateriaalista (LiNbO3), jolla saavutettiin hyvä tunkeutumissyvyys ja kuvasignaali-kohinasuhde. Koska yksikiteiden kasvatusprosessi on kuitenkin paljon monimutkaisempi kuin keraaminen valmistusprosessi, pietsosähköisiä yksikiteisiä kalvoja ei voida valmistaa tällä hetkellä vastaavalla tavalla pietsosähköiseen keramiikkaan, ja kliinisissä sovelluksissa käytetään vain pientä määrää pietsosähköisiä yksikiteisiä muuntimia.

4. laajakaistainen anturi

    Varhaiset merkinnät ultraäänianturissa kuten 2,5, 3,5, 5, 7, 10 MHz ja muut toimintataajuudet viittaavat yleensä sydämen taajuuteen, jonka kaistanleveys on noin 1 MHz, voidaan kutsua yksikeskustaajuiseksi kapeakaistamuuntimeksi ja joka on edelleen suuri. jolla on suuri suurtaajuisen signaalin menetys syvälle kudoskaikulle, mikä vaikuttaa ultraäänikuvan asteen terävyyteen ja herkkyyteen 1980-luvun puolivälissä, perustuen ultraäänen vaimenemiseen biologisissa kudoksissa ja niiden ultraäänikartoissa. Kuvan vaikutuksena on laajakaistaisen anturin kehittyminen, kuten keskitaajuus on n. 3,3 dthz, joka voi saavuttaa tehollisen kaistan 3,3 dthz käyttää korkeataajuutta pietsosähköinen nakutusanturi parantaa resoluutiota havaittaessa pinnallista kudosta, ja Matala taajuus muodostaa kaikusignaalin pienemmällä vaimennuksella, mikä johtaa terävämpään kuvanäyttöön syvän kudoksen rakenteesta.1990-luvulla käytettiin kliinisessä diagnostiikassa vaihtuvataajuisia laajakaistaantureita ja ultralaajakaistaantureita.Jos samat ultraaaltokeskukset2 voidaan muuntaa ultraaaltokeskuksiksi5. 3,5 ja 6 MHz, kaistan kaistanleveys voi olla yli 5 MHz. Ultralaajakaistaiset muuntimet ovat pystyneet tuottamaan ultraääntä taajuudella 1,8-12 MHz. Virta Myös sängyssä laajalti käytetty harmoninen kuvantamistekniikka on kehitetty laajakaistamuuntimien pohjalta. Kuten tekniikka. Koska laajakaistamuunnin pystyy vastaanottamaan useita ääniaaltojen tuottamia harmonisia kudoksissa, sen pakkaus sisältää suuren määrän ihmiskehon tietoja, jotka voivat parantaa kuvan aksiaalista resoluutiota ja parantaa ultraäänikuvausjärjestelmän henkeä.