Hoogfrequente gefocuste piëzo-elektrische keramische transducer

Belangrijkste toepassingen van hoge frequentie hoge intensiteit gerichte echografie in binnen- en buitenland. Met de ontwikkeling van transducermaterialen en mechanische fabricagetechnieken neemt de frequentie van ultrasone transducers nu toe. Over het algemeen kunnen geluidsgolven met een hogere frequentie fijnere biologische weefsels oplossen, wat resulteert in een hogere beeldresolutie. De relatie tussen de frequentie en de golflengte van de ultrasone golf, c is de voortplantingssnelheid van de ultrasone golf in het medium, afhankelijk van de mechanische eigenschappen van het medium. De grenswaarde van de resolutie is theoretisch de helft van de golflengte van de ultrasone golf. Daarom wordt de akoestische frequentie verhoogd piëzo-elektrisch keramisch element kan de resolutie van de ultrasone transducer verbeteren. Over het algemeen omvat de ruimtelijke resolutie zowel de axiale resolutie als de laterale resolutie. Bovendien is er de relatie tussen axiale resolutie (bij 3dB) en ultrasone frequentie.

Het is te zien dat de ruimtelijke resolutie van de ultrasone transducer zowel laterale als longitudinale resolutie omvat. onder hen hangt de verticale resolutie af van de golflengte van het ultrageluid en de bandbreedte van de transducer (B en breedte, Bw), laterale verdeling. De resolutie hangt af van de diafragmagrootte (diafragma), scherptediepte (f) en ultrasone lengte van de transducer. daarom is het haalbaar om de frequentie te verhogen om de ruimtelijke resolutie van de ultrasone transducer te verbeteren piëzo-elektrisch sensorkristal . Hoe hoger de golflengte, hoe beter de axiale resolutie. Tegelijkertijd is deze vanwege de door de transducer geproduceerde akoestische straal vaak divergerend in horizontale richting, dus om een ​​betere laterale resolutie te verkrijgen, is het noodzakelijk om de ultrasone golven te aggregeren. Zo kan de focusserende transducer de laterale resolutie van de ultrasone transducer verder verbeteren.

Piezo-keramische materialen worden meestal gebruikt voor extracorporale diagnose, omdat ze worden verzwakt door ultrasone golven. De middenfrequentie van de transducer is meestal lager. Bijvoorbeeld voor buikdiagnose en hartdiagnose. De ultrasone transducer heeft een frequentiebereik van 3 MHz tot 10 MHz. Met de mechanische productietechnologie is het echter de ontwikkeling van piëzo-elektrische materialen en verschillende intracavitaire interventionele diagnostische methoden. Waardoor de frequentie van de ultrasone transducer komt. Het toepassingsgebied van hoogfrequente echografie is de interventionele endoscopische beeldvormingstechniek (WUS), de frequentie van de transducer kan 20 MHz tot 60 MHz bereiken, de resolutie kan enkele tientallen micrometers bereiken en de kransslagader kan in realtime worden gecontroleerd, waarbij bij voorkeur de fijne structuur van de vaatwand wordt onderscheiden en het detecteren van vasculaire plaque van grote waarde en betekenis is voor de diagnose van coronaire atherosclerose, coronaire plaque en stenose. Canada introduceerde al rond 2002 een ultrasone beeldsensor met een resolutie van minder dan 100 µm in experimenten met kleine dieren, zoals de 20 MHz piëzo-elektrische buizenechografie voor dermatologische diagnose, ontwikkeld in 1986, en de 50 MHz hoogfrequente ultrasone transducer geproduceerd door TPM in 1996 om de dikte van verschillende lagen en laesies te meten. een team van professoren van de Universiteit van Zuid-Californië in KK Shung ontwikkelde in 2006 een 30 MHz en 35 MHz hoogfrequente gefocusseerde lineaire array ultrasone transducer voor oftalmologische diagnose en de diagnose van oogziekten zoals glaucoom, oogtrauma, hoornvliesziekte, enz.