Desenvolvimento de tecnologia de transdutor ultra-sônico

(2)Cristal único piezoelétricoTransdutores: Nomura iniciou pesquisa sobre materiais de cristal único piezoelétricos em 1969, nos anos 90. Materiais de cristal único piezoelétricos de meio prazo atraíram uma grande atenção dos pesquisadores devido às suas excelentes propriedades piezoelétricas. Atualmente, os transdutores de cristal único piezoelétrico são excelentes hotspots de pesquisa após transdutores compostos. Por exemplo, um novo tipo de transdutor de cristal único relaxado feroelétrico representado pelo titanato de chumbo de zinco de zinco de chumbo e titanato de silicato de silicato de bismuto tem um coeficiente de coeficiente de piezelétrico muito maior e coeficiente de acoplamento eletromecânico do que o material cerâmico PZT. A matriz do transdutor projetada com material de cristal único piezoelétrico tem uma sensibilidade muito maior e largura de banda do que o dispositivo de substituição de cerâmica piezoelétrico. Em 1999, a Toshiba Corporation of Japan desenvolveu o transdutor ultrassônico 3.5MHz PZNT91 / 9, que alcançou alta resolução e forte poder de penetrante, e foi aplicado e clinicamente. Em 2003, a Universidade do Sul da Califórnia desenvolveu um transdutor de cristal piezoelétrico de alta freqüência, mas elementar feito de material de tantalato de lítio, que obteve uma boa relação de profundidade de penetração e imagem sinal-ruído. No entanto, o processo de crescimento de cristal único é muito mais complicado do que o processo de preparação cerâmica. Atualmente, não é possível produzir cristais únicos piezoelétricos a um preço comparável à cerâmica, e apenas um pequeno número de transdutores feitos de cristais piezoelétricos são aplicados e clinicamente.

2, transdutor de banda larga: início marcado na sonda de ultrassonografia, tal como 2,5, 3,5, 5, 7, 10MHz, etc. A frequência de operação deComponente de cilindro piezoelétrico. Geralmente refere-se à sua frequência central, sua largura de banda é de cerca de 1MHz, esse tipo de sonda pode ser chamado de faixa estreita de frequência de centro único. O transdutor ainda é privado há muito tempo, e tem uma grande perda de sinal de alta frequência para o eco do tecido profundo, que afeta a clareza e a sensibilidade do padrão de ultra-som. Em meados da década de 1980, com base na lei de atenuação de ultra-som em tecidos biológicos e sua influência em imagens de ultra-som, foi desenvolvido um transdutor de banda amplo, como um transdutor com uma freqüência central de 3,5 MHz e uma largura de banda eficaz de cerca de 3 MHz . O tecido superficial utiliza a alta frequência para melhorar a resolução, enquanto o tecido profundo utiliza baixa frequência para formar sinais de eco menos atenuados, resultando em uma exibição de imagem mais clara de estruturas de tecido profundo. Na década de 1990, foram utilizados transdutores de banda larga variável e ultra-largura. Diagnóstico clínico. A tecnologia de imagem harmônica é amplamente utilizada na prática clínica, também é uma tecnologia de imagem desenvolvida com base em transdutores de banda larga. Como o transdutor de banda larga pode receber vários harmônicos gerados pelo ultra-som incidente na fundação do tecido, ele contém uma grande quantidade de informações do corpo humano, pode melhorar a resolução axial da imagem e pode melhorar a sensibilidade do sistema de imagem de ultrassonografia.

3, transdutor de imagem de ultra-som tridimensional: comparado com a tradicional imagem de ultrassonografia bidimensional, imagem de ultra-som tridimensional tem as vantagens da exibição de imagem intuitiva, medição precisa do volume e área do alvo, e tempo necessário para encurtar o diagnóstico de o médico. O ultrassom imaging tem sido o foco de aplicações e desenvolvimento atuais. Atualmente, há principalmente dois métodos para aquisição de imagens de ultra-som tridimensionais. Um é obter uma série de imagens ultra-sônicas bidimensionais com posições espaciais conhecidas usando a matriz de linha fases entre uma dimensional existente e, em seguida, realizar a reconstrução tridimensional nas imagens para obter imagens bidimensionais, principalmente por meio de varredura mecanicamente conduzida e magnética espaço de campo. método de digitalização de posicionamento. O método de digitalização mecânica de acionamento é obter uma imagem bidimensional fixando o transdutor em um braço mecânico controlado por computador para varredura de ventilador ou rotação. Devido a equipamentos complicados e altos requisitos técnicos, o método dos cristais PZT Piezo é usado atualmente menos; Posicionamento espacial do campo magnético. O método de digitalização é fixar o sensor de posição de campo magnético no transdutor ultrassônico convencional e medir a mudança da posição espacial do transdutor durante a operação de amostragem; A varredura aleatória pode ser executada como uma sonda convencional e a faixa de movimento da sonda de detecção de computador é amostrada. O método é flexível em operação e pode executar uma ampla gama de varredura. A desvantagem é que o sistema deve ser calibrado antes de cada uso, e o processo de digitalização deve ser mesmo e lento, o que é muito afetado por fatores humanos. Além disso, o transdutor linear linear existente é composto por uma pluralidade de pequenos elementos em uma dimensão, e a focagem eletrônica no plano de imagem pode ser alcançada. No entanto, há apenas um elemento de matriz em uma posição espacial com uma certa espessura do plano de imagem, e a focagem eletrônica não pode ser realizada. No futuro, a reconstrução tridimensional é realizada, e o foco é geralmente alcançado usando uma lente acústica na direção da espessura do plano de imagem, mas o foco é fixado devido ao foco da lente. Ao mesmo tempo, a reconstrução da imagem tridimensional pela imagem bidimensional é muito longa, e a resolução da imagem tridimensional é frequentemente menor que a da imagem bidimensional. Como as imagens bidimensionais são adquiridas em momentos diferentes, as imagens tridimensionais reconstruídas são difíceis de realizar a exibição em tempo real de tecidos e órgãos vivos. O sensor de cerâmica piezo é usar a sonda de matriz de área bidimensional para controlar o feixe ultra-sônico para se concentrar na direção de deflexão de espaço tridimensional, obter dados espaciais tridimensionais em tempo real e, em seguida, reconstruir a imagem tridimensional.