Utveckling av piezoelektrisk keramisk givare för ultraljud

 1. Medicinsk ultraljudsteknik är de fyra medicinska avbildningsteknikerna inom modern medicinsk bildteknik och har använts i stor utsträckning inom kardiologi, obstetrik, oftalmologi, lever, njure, gallblåsa och kärlsystem. Jämfört med andra bildtekniker har ultraljudsteknik de unika fördelarna med bra realtidsprestanda, inga skador och låg kostnad,keramisk skiva med tråd med ultraljud används ofta i den praktiska kliniska praktiken. Ultraljudsteknik är en teknik för bildbehandling genom att använda ultraljudsvågor som emitteras från ultraljudsgivare för att komma in i den mänskliga vävnaden och reflektera ekon vid olika vävnadsgränser i människokroppen. Ultraljudsgivaren är både en ultraljudssändare och en ekomottagare. Det är den mest kritiska akustiska komponenten i medicinska ultraljudsbildsystem och är en garanti för att få bilder av hög kvalitet. Uppkomsten av olika nya avbildningsfunktioner och -metoder är också oskiljaktig från innovationen inom transduktorteknologi. Denna artikel diskuterar utvecklingen och framtidsutsikterna för ultraljudsavbildningstransduktorteknologi.

2. piezoelektrisk kompositgivare

    För närvarande, piezoelektrisk keramik är de mest använda materialen i ultraljudsavbildningsomvandlare, som har hög elektromekanisk omvandlingseffektivitet. Lätt att matchas med kretsar, stabil prestanda, enkel bearbetning och låg kostnad, den används ofta. Samtidigt har elektriska keramiska material också stor akustisk impedans, vilket inte är lätt att matcha den akustiska impedansen hos mänsklig mjukvävnad och vatten; mekanisk kvalitet, hög faktor, smal bandbredd, hög sprödhet, låg draghållfasthet, det är svårt att forma komponenter med stor yta och ultratunna högfrekvensomvandlingar. Enheten är inte lätt att bearbeta och andra defekter. På 1970-talet började amerikanska R.ENewnham och LE.Cross och andra behandla ägg.I studien av kompositmaterial bygger kompositmaterial på en viss koppling mellan piezoelektrisk keramik och polymermaterial.Volymförhållandet och den rumsliga geometriska fördelningen av utrymmet kombineras. De mest studerade piezoelektriska kompositerna är piezoelektriska kompositer av typ 1-3, som har hög känslighet, låg akustisk impedans, låg mekanisk kvalitetsfaktor och enkel bearbetning. Sammansatta ultraljudsgivare kan åstadkomma multifrekvensbild, harmonisk bildåtergivning och annan icke-linjär bildåtergivning, och deras prestanda är betydligt bättre än för piezoelektriska keramiska material . För närvarande har vissa bredbandsomvandlingar gjorda av piezoelektriska kompositmaterial använts. Energienheten appliceras på klinisk multifrekvensavbildning och harmonisk avbildning. Men på grund av påverkan av användningen av polymermaterial i kompositgivaren, den effektiva arean av piezokeramen, den akustiska impedansen och den komplicerade tillverkningsprocessen, tillverkas den endimensionella flermatrisgivaren fortfarande för att använda piezoelektrisk keramik.

3.piezoelektrisk enkristallgivare

Japanska Nomura började forska om piezoelektriska kristallmaterial. I mitten av 1990-talet har piezoelektriska kristallmaterial väckt stor uppmärksamhet från forskare på grund av deras utmärkta piezoelektriska egenskaper. För närvarande följs piezoelektriska kristallomvandlare av kompositgivare. Dess piezoelektriska koefficient och elektromekaniska kopplingskoefficient är mycket högre än de vanliga PzT piezoelektriska keramiska materialen. Givararrayen designad med piezoelektriskt kristallmaterial har mycket högre känslighet och bandbredd än piezoelektriska keramiska givare . 1999 utvecklade Toshiba Corporation i Japan en 3,5 MHz PZNTgl/9 ultraljudsgivare, som uppnådde hög upplösning och stark penetrerande kraft och användes i klinisk praxis. 2003 utvecklade University of Southern California i USA en högfrekvent enelements piezoelektrisk enkristallomvandlare gjord av sulfonatmaterial (LiNbO3), som fick ett bra penetrationsdjup och bildsignal-brusförhållande. Men eftersom enkristalltillväxtprocessen är mycket mer komplicerad än den keramiska beredningsprocessen, kan piezoelektriska monokristallina filmer på en jämförbar nivå för piezoelektriska keramer inte produceras för närvarande, och endast ett litet antal piezoelektriska enkristallomvandlare används i de kliniska tillämpningarna.

4. bredbandsgivare

    Tidiga markeringar på ultraljudssonden som 2,5, 3,5, 5, 7, 10MHz och andra driftsfrekvenser hänvisar i allmänhet till hjärtfrekvensen, som har en bandbredd på cirka 1 MHz, kan kallas en enkelcenterfrekvens smalbandsgivare och fortfarande är stor. som har en stor förlust av högfrekvent signal till det djupa vävnadsekot, vilket påverkar skärpan och känsligheten hos ultraljudsbildsgraden i mitten av 1980-talet, baserat på dämpningen av ultraljud i biologiska vävnader och deras ultraljudskartor. Bildens inverkan är utvecklingen av en bredbandsgivare, som t.ex. centerfrekvensen kan nå 3,MHz effektiv bandbredd på 3,MHz. använder hög frekvens piezoelektrisk knackningssensor för att förbättra upplösningen vid detektering av ytlig vävnad, och Den låga frekvensen bildar en ekosignal med mindre dämpning, vilket resulterar i en skarpare bildvisning av den djupa vävnadens struktur. På 1990-talet användes ultrabredbandstransduktorer med variabel frekvens och ultrabredbandsgivare i den kliniska diagnostiken. Om samma frekvensomvandlare kan konverteras till samma frekvensomvandlare. 2,5, 3,5 och 6 MHz, kan bandbredden nå mer än 5 MHz. Ultrabredbandsgivare har kunnat generera ultraljud från 1,8 till 12 MHz. Ström Den harmoniska bildtekniken som används ofta i sängen är också utvecklad på basis av bredbandsgivare. Som teknik. Eftersom bredbandsgivaren kan ta emot flera övertoner som genereras av ljudvågor i vävnaden, innehåller dess förpackning en stor mängd människokroppsinformation, vilket kan förbättra bildens axiella upplösning och kan förbättra andan i ultraljudsbildsystemet.