Développement de la technologie des transducteurs à ultrasons

(2)Monocristallé piézoélectriqueTransducteurs: Nomura a commencé des recherches sur les matériaux monocristallins piézoélectriques en 1969, dans les années 1990. Les matériaux monocristallins piézoélectriques à mi-parcours ont attiré une large attention des chercheurs en raison de leurs excellentes propriétés piézoélectriques. À l'heure actuelle, les transducteurs monocristaux piézoélectriques sont d'excellents points chauds de recherche après des transducteurs composites. Par exemple, un nouveau type de transducteur monocusstal ferroélectrique détendu représenté par le titanate de titanate de caisson de silicate de bismuthe de zinc de lanthane au plomb a un coefficient de couplage piézoélectrique beaucoup plus élevé et un coefficient de couplage électromécanique que le matériau en céramique PZT. Le réseau de transducteurs conçu avec un matériau monocristallant piézoélectrique a une sensibilité et une bande passante beaucoup plus élevées que le dispositif de remplacement en céramique piézoélectrique. En 1999, Toshiba Corporation of Japan a développé le transducteur ultrasonique PZNT91 / 9 de 3,5 MHz, qui a atteint une puissance pénétrante haute résolution et forte, et a été appliqué et cliniquement. En 2003, l'Université de Californie du Sud a développé un transducteur à cristaux piézoélectriques à haute fréquence mais élémentaire en matériau adorable au lithium, qui a obtenu une bonne profondeur de pénétration et un rapport signal / bruit d'image. Cependant, le processus de croissance monocristalliste est beaucoup plus compliqué que le processus de préparation en céramique. À l'heure actuelle, il n'est pas possible de produire des monocristaux piézoélectriques à un prix comparable à la céramique, et seul un petit nombre de transducteurs en monocristaux piézoélectriques sont appliqués et cliniquement.

2, transducteur à large bande: marqué précoce sur la sonde à ultrasons tels que 2,5, 3,5, 5, 7, 10 MHz, etc. La fréquence de fonctionnement decomposant de cylindre piézoélectrique Fait généralement référence à sa fréquence centrale, sa bande passante est d'environ 1 MHz, ce type de sonde peut être appelé bande étroite de fréquence centrale unique. Le transducteur est encore privé pendant longtemps, et il a une grande perte de signal à haute fréquence à l'écho des tissus profonds, ce qui affecte la clarté et la sensibilité du motif échographique. Au milieu des années 80, basée sur la loi d'atténuation de l'échographie dans les tissus biologiques et son influence sur les images échographiques, un transducteur large en bande a été développé, comme un transducteur avec une fréquence centrale de 3,5 MHz et une bande passante efficace d'environ 3 MHz . Le tissu superficiel utilise une fréquence élevée pour améliorer la résolution, tandis que les tissus profonds utilisent une basse fréquence pour former des signaux d'écho moins atténués, résultant en une affichage d'image plus claire de structures de tissus profonds. Diagnostic clinique. La technologie d'imagerie harmonique est largement utilisée dans la pratique clinique, est également une technologie d'imagerie développée sur la base de transducteurs à large bande. Étant donné que le transducteur à large bande peut recevoir plusieurs harmoniques générées par l'échographie incidente dans le fondement du tissu, il contient une grande quantité d'informations sur le corps humain, peut améliorer la résolution axiale de l'image et peut améliorer la sensibilité du système d'imagerie à ultrasons.

3, transducteur d'imagerie à ultrasons tridimensionnel: par rapport à l'imagerie à ultrasons bidimensionnelle traditionnelle, l'imagerie à ultrasons tridimensionnelle a les avantages de l'affichage d'image intuitif, de mesure précise du volume et de la zone de la cible et du temps nécessaire pour raccourcir le diagnostic de le physicien. L'imagerie à ultrasons a été au centre des applications et du développement actuels. À l'heure actuelle, il existe principalement deux méthodes pour acquérir des images d'échographie tridimensionnelles. L'une consiste à obtenir une série d'images ultrasoniques bidimensionnelles avec des positions spatiales connues en utilisant le réseau de lignes phasé unidimensionnel existant, puis effectuer une reconstruction tridimensionnelle sur les images pour obtenir des images bidimensionnelles principalement par la numérisation et le magnétique entraînés mécaniquement et magnétique Espace sur le terrain. Méthode de balayage de positionnement. La méthode de balayage de lecteur mécanique consiste à obtenir une image bidimensionnelle en fixant le transducteur sur un bras mécanique contrôlé par ordinateur pour le balayage des ventilateurs ou le balayage rotatif. En raison de l'équipement compliqué et des exigences techniques élevées, la méthode des cristaux piézores PZT est actuellement moins utilisée; Position spatiale du champ magnétique. La méthode de balayage consiste à fixer le capteur de position du champ magnétique sur le transducteur ultrasonique conventionnel et à mesurer le changement de position spatiale du transducteur pendant l'opération d'échantillonnage; Le balayage aléatoire peut être effectué comme une sonde conventionnelle, et la piste de mouvement de la sonde de détection de l'ordinateur est échantillonnée. La méthode est flexible en fonctionnement et peut effectuer une large gamme de balayage. L'inconvénient est que le système doit être calibré avant chaque utilisation, et le processus de balayage doit être uniforme et lent, ce qui est considérablement affecté par les facteurs humains. De plus, le transducteur de réseau linéaire unidimensionnel existant est composé d'une pluralité de petits éléments dans une dimension, et une focalisation électronique dans le plan d'imagerie peut être obtenue. Cependant, il n'y a qu'un seul élément de tableau en position spatiale avec une certaine épaisseur du plan d'imagerie, et la focalisation électronique ne peut pas être réalisée. À l'avenir, une reconstruction tridimensionnelle est réalisée, et l'accent est généralement réalisé en utilisant une lentille acoustique dans la direction d'épaisseur du plan d'imagerie, mais l'accent est fixé en raison de l'objectif de l'objectif. Dans le même temps, la reconstruction de l'image tridimensionnelle par l'image bidimensionnelle est trop longue, et la résolution de l'image tridimensionnelle est souvent inférieure à celle de l'image bidimensionnelle. Étant donné que les images bidimensionnelles sont acquises à des moments différents, les images tridimensionnelles reconstruites sont difficiles à réaliser une affichage en temps réel des tissus et des organes vivants. Le capteur en céramique piézotique consiste à utiliser la sonde de réseau de surface à deux dimensions pour contrôler le faisceau ultrasonique pour se concentrer dans la direction de déviation spatiale tridimensionnelle, obtenir des données spatiales tridimensionnelles en temps réel, puis reconstruire l'image tridimensionnelle.