Utvikling av ultralydsvingerteknologi

(2) Piezoelektriske enkeltkrystalltransdusere : Nomura begynte forskning på piezoelektriske enkeltkrystallmaterialer i 1969, på 1990-tallet. Mid-term piezoelektriske enkrystallmaterialer har tiltrukket seg stor oppmerksomhet fra forskere på grunn av deres utmerkede piezoelektriske egenskaper. For tiden er piezoelektriske enkeltkrystalltransdusere utmerkede forskningshotspots etter kompositttransdusere. For eksempel har en ny type avslappet ferroelektrisk enkeltkrystalltransduser representert av blylantan-sinksitrat-blytitanat og blyvismutsilikat-blytitanat mye høyere piezoelektrisk koeffisient og elektromekanisk koblingskoeffisient enn PZT-keramisk materiale. Transdusergruppen designet med piezoelektrisk enkeltkrystallmateriale har mye høyere følsomhet og båndbredde enn den piezoelektriske keramiske erstatningsenheten. I 1999 utviklet Toshiba Corporation of Japan 3,5MHZ PZNT91/9 ultralydsvinger, som oppnådde høy oppløsning og sterk penetreringskraft, og ble brukt og klinisk. I 2003 utviklet University of South California en høyfrekvent, men elementær piezoelektrisk krystallomformer laget av litiumtantalatmateriale, som oppnådde en god penetrasjonsdybde og bildesignal-til-støy-forhold. Imidlertid er enkeltkrystallvekstprosessen mye mer komplisert enn den keramiske fremstillingsprosessen. For tiden er det ikke mulig å produsere piezoelektriske enkeltkrystaller til en pris som kan sammenlignes med keramikk, og bare et lite antall transdusere laget av piezoelektriske enkeltkrystaller brukes og klinisk.

2, Bredbåndstransduser: tidlig merket på ultralydsonden som 2,5, 3,5, 5, 7, 10MHz, etc. Driftsfrekvensen piezoelektrisk sylinderkomponent refererer vanligvis til senterfrekvensen, dens båndbredde er omtrent 1MHz, denne typen sonde kan kalles enkelt senterfrekvens smalbånd. Svingeren er fortsatt privat i lang tid, og den har et stort tap av høyfrekvent signal til dypvevsekkoet, noe som påvirker klarheten og følsomheten til ultralydmønsteret. På midten av 1980-tallet ble det utviklet en bredbåndstransduser, for eksempel en transduser med en senterfrekvens på 3,5 MHz og en effektiv båndbredde på ca. Overfladisk vev bruker høy frekvens for å forbedre oppløsningen, mens dypvev bruker lav frekvens for å danne mindre svekkede ekkosignaler, noe som resulterer i en klarere bildevisning av dypvevsstrukturer. På 1990-tallet ble bredbåndstransdusere med variabel frekvens og ultrabredbåndstransdusere brukt i klinisk diagnostikk. Harmonisk bildeteknologi er mye brukt i klinisk praksis, er også en bildeteknologi utviklet på grunnlag av bredbåndstransdusere. Siden bredbåndstransduseren kan motta flere harmoniske generert av den innfallende ultralyden i fundamentet av vevet, inneholder den en stor mengde menneskekroppsinformasjon, kan forbedre den aksiale oppløsningen til bildet og kan forbedre følsomheten til ultralydbildesystemet.

3, Tredimensjonal ultralydavbildningstransduser: Sammenlignet med tradisjonell todimensjonal ultralydavbildning, har tredimensjonal ultralydavbildning fordelene med intuitiv bildevisning, nøyaktig måling av volumet og området til målet, og tid som kreves for å forkorte diagnosen til legen. Ultralydavbildning har vært i fokus for nåværende applikasjoner og utvikling. For tiden er det hovedsakelig to metoder for å innhente tredimensjonale ultralydbilder. Den ene er å oppnå en serie todimensjonale ultralydbilder med kjente romlige posisjoner ved å bruke den eksisterende endimensjonale fasede linjeoppstillingen, og deretter utføre tredimensjonal rekonstruksjon på bildene for å oppnå todimensjonale bilder hovedsakelig gjennom mekanisk drevet skanning og magnetfeltrom. posisjoneringsskanningsmetode. Den mekaniske stasjonens skanningsmetode er å oppnå et todimensjonalt bilde ved å feste transduseren på en datamaskinstyrt mekanisk arm for viftesveip eller roterende skanning. På grunn av komplisert utstyr og høye tekniske krav, brukes metoden til Pzt piezokrystaller for tiden mindre; romlig posisjonering av magnetfelt. Skannemetoden er å fikse magnetfeltposisjonssensoren på den konvensjonelle ultralydtransduseren, og måle endringen i den romlige posisjonen til svingeren under prøvetakingsoperasjonen; den tilfeldige skanningen kan utføres som en konvensjonell sonde, og bevegelsessporet til datafølingssonden samples. Metoden er fleksibel i drift og kan utføre et bredt spekter av skanning. Ulempen er at systemet må kalibreres før hver bruk, og skanningsprosessen må være jevn og langsom, noe som er sterkt påvirket av menneskelige faktorer. I tillegg er den eksisterende endimensjonale lineære array-transduseren sammensatt av en rekke små elementer i én dimensjon, og elektronisk fokusering i bildeplanet kan oppnås. Imidlertid er det bare ett array-element i en romlig posisjon med en viss tykkelse fra bildeplanet, og elektronisk fokusering kan ikke realiseres. I fremtiden realiseres tredimensjonal rekonstruksjon, og fokuset oppnås vanligvis ved å bruke en akustisk linse i tykkelsesretningen til bildeplanet, men fokuset er fast på grunn av linsens fokus. Samtidig er rekonstruksjonen av det tredimensjonale bildet av det todimensjonale bildet for lang, og oppløsningen til det tredimensjonale bildet er ofte lavere enn det todimensjonale bildet. Siden de todimensjonale bildene er anskaffet til forskjellige tider, er de rekonstruerte tredimensjonale bildene vanskelige å realisere sanntidsvisning av levende vev og organer. Den piezokeramiske sensoren skal bruke den todimensjonale områdearraysonden til å kontrollere ultralydstrålen for å fokusere i den tredimensjonale romavbøyningsretningen, oppnå sanntids tredimensjonale romlige data og deretter rekonstruere det tredimensjonale bildet.