Utvikling av ultralyd piezoelektrisk keramikk transduserteknologi

 1. Medisinsk ultralydteknologi er de fire medisinske bildeteknologiene til moderne medisinsk bildeteknologi, og har blitt mye brukt i kardiologi, obstetrikk, oftalmologi, lever, nyre, galleblæren og vaskulærsystemet. Sammenlignet med andre bildeteknologier har ultralydavbildningsteknologi de unike fordelene med god sanntidsytelse, ingen skade og lave kostnader,ultrasonisk kablet keramisk plate er mye brukt i praktisk klinisk praksis. Ultralydavbildningsteknologi er en teknikk for bildebehandling ved å bruke ultralydbølger som sendes ut fra ultralydtransdusere for å komme inn i det menneskelige vevet og reflektere ekkoer ved forskjellige vevsgrenser i menneskekroppen. Ultralydsvingeren er både en ultralydsender og en ekkomottaker. Det er den mest kritiske akustiske komponenten i medisinske ultralydavbildningssystemer og er en garanti for å oppnå bilder av høy kvalitet. Fødselen av forskjellige nye bildefunksjoner og -metoder er også uatskillelig fra innovasjonen innen transduserteknologi. Denne artikkelen diskuterer utviklingen og utsiktene til ultralydavbildningstransduserteknologi.

2. piezoelektrisk kompositt svinger

    For tiden piezoelektrisk keramikk er de mest brukte materialene i ultralydavbildningstransdusere, som har høy elektromekanisk konverteringseffektivitet. Lett å matches med kretser, stabil ytelse, enkel prosessering og lav pris, det er mye brukt. Samtidig har elektriske keramiske materialer også stor akustisk impedans, som ikke er lett å matche den akustiske impedansen til menneskelig bløtvev og vann; mekanisk kvalitet, høy faktor, smal båndbredde, høy sprøhet, lav strekkstyrke, det er vanskelig å forme komponenter med store areal, og ultratynne høyfrekvente konvertering. Enheten er ikke lett å behandle og andre defekter. På 1970-tallet begynte amerikanske R.ENewnham og LE.Cross og andre å behandle egg.I studiet av komposittmaterialer er komposittmaterialer basert på en viss sammenheng mellom piezoelektrisk keramikk og polymermaterialer.Volumforholdet og den romlige geometriske fordelingen av rommet kombineres. De mest studerte piezoelektriske komposittene er 1-3 type piezoelektriske kompositter, som har høy følsomhet, lav akustisk impedans, lav mekanisk kvalitetsfaktor og enkel behandling. Sammensatte ultralydsvingere kan oppnå multifrekvensavbildning, harmonisk avbildning og annen ikke-lineær avbildning, og ytelsen deres er betydelig bedre enn for piezoelektriske keramiske materialer . For tiden har noen bredbåndskonverteringer laget av piezoelektriske komposittmaterialer blitt brukt. Energiapparatet brukes til klinisk multi-frekvens avbildning og harmonisk avbildning. På grunn av påvirkningen av bruken av polymermaterialer i kompositttransduseren, det effektive området til piezokeramikken, den akustiske impedansen og den kompliserte produksjonsprosessen, er den endimensjonale multi-array-transduseren fortsatt produsert for å bruke piezoelektrisk keramikk.

3.piezoelektrisk enkeltkrystallsvinger

Japanske Nomura begynte å forske på piezoelektriske krystallmaterialer. På midten av 1990-tallet har piezoelektriske krystallmaterialer tiltrukket seg stor oppmerksomhet fra forskere på grunn av deres utmerkede piezoelektriske egenskaper. For tiden følges piezoelektriske krystalltransdusere av kompositttransdusere. Dens piezoelektriske koeffisient og elektromekaniske koblingskoeffisient er mye høyere enn de ofte brukte PzT piezoelektriske keramiske materialene. Transduserarrayet designet med piezoelektrisk krystallmateriale har mye høyere følsomhet og båndbredde enn piezoelektriske keramiske transdusere . I 1999 utviklet Toshiba Corporation of Japan en 3,5MHz PZNTgl/9 ultralydsvinger, som oppnådde høy oppløsning og sterk penetreringskraft og ble brukt i klinisk praksis. I 2003 utviklet University of South California i USA en høyfrekvent enkeltelements piezoelektrisk enkeltkrystall-transduser laget av sulfonatmateriale (LiNbO3), som oppnådde en god penetrasjonsdybde og bildesignal-til-støy-forhold. Siden enkeltkrystallvekstprosessen er mye mer komplisert enn den keramiske fremstillingsprosessen, kan piezoelektriske monokrystallinske filmer på en tilsvarende måte for piezoelektriske keramikk ikke produseres for tiden, og bare et lite antall piezoelektriske enkeltkrystalltransdusere brukes i kliniske applikasjoner.

4. bredbåndssvinger

    Tidlige markeringer på ultralydsonden som 2,5, 3,5, 5, 7, 10MHz og andre driftsfrekvenser refererer generelt til hjertefrekvensen, som har en båndbredde på ca. 1 MHz, kan kalles en enkeltsenterfrekvens smalbåndstransduser og fortsatt er stor. som har et stort tap av høyfrekvent signal til det dype vevsekkoet, som påvirker skarpheten og følsomheten til ultralydbildegraden på midten av 1980-tallet, basert på dempningen av ultralyd i biologiske vev og deres ultralydkart. Påvirkningen av bildet er utviklingen av en bredbåndstransduser, slik som senterfrekvensen kan nå 3,MHz effektiv båndbredde på 3,MHz. bruker høy frekvens piezoelektrisk bankesensor for å forbedre oppløsningen ved detektering av overfladisk vev, og Den lave frekvensen danner et ekkosignal med mindre demping, noe som resulterer i en skarpere bildevisning av den dype vevsstrukturen. På 1990-tallet ble ultra-bredbåndstransdusere med variabel frekvens og ultrabredbåndstransdusere brukt i den kliniske diagnostikken. 2,5, 3,5 og 6 MHz, kan båndbredden til båndet nå mer enn 5 MHz. Ultrabredbåndstransdusere har vært i stand til å generere ultralyd fra 1,8 til 12 MHz. Strøm Den harmoniske bildeteknologien som er mye brukt i sengen er også utviklet på grunnlag av bredbåndstransdusere. Som teknologi. Siden bredbåndstransduseren er i stand til å motta flere harmoniske generert av lydbølger i vevet, inneholder pakken en stor mengde menneskekroppsinformasjon, som kan forbedre den aksiale oppløsningen til bildet, og kan forbedre ånden til ultralydbildesystemet.