部分超聲換能器(1)-資料下載頁(yè)
2025-05-02 05:54本頁(yè)面
【正文】 和煩躁。 目前來(lái)看，機(jī)械扇掃探頭主要存在的不足之處，是噪聲大和探頭壽命短。多數(shù)的機(jī)械扇掃探頭壽命僅有數(shù)千小時(shí) ? 電子線陣超聲探頭配用于電子式線性掃描超聲診斷儀。 ? 它主要由 6部分組成 :開關(guān)控制器、阻尼墊襯、換能器陣列、匹配層、聲透鏡和外殼。 ? (1)開關(guān)控制器 用于控制探頭中各振元 按一定組合方式工作 ，若采用直接激勵(lì)，則每一個(gè)振元需要一條信號(hào)線連接到主機(jī)，目前換能器振元數(shù)已普遍增加到數(shù)百個(gè)，則與主機(jī)的連線需要數(shù)百根，這不僅使工藝復(fù)雜，因此而增加的探頭和電纜的重量也是不堪設(shè)想的。 ?采用開關(guān)控制器就可以使探頭與主機(jī)的連線數(shù)大大減小。 ? (2)阻尼墊襯 其作用與柱形單振元探頭中的墊襯作用相同，用于產(chǎn)生阻尼 ,抑制振鈴并消除反射干擾。阻尼墊襯材料的構(gòu)成要求亦和柱形單振元探頭相似。 ? (3)換能器陣列 換能器的晶體振元通常是采用切割法制造工藝，即對(duì)一寬約 10mm，一定厚度的矩形壓電晶體，通過(guò)計(jì)算機(jī)程控順序開槽。開槽寬度應(yīng)小于 ，開槽深度則不能一概而論，這是因?yàn)樗镁暮穸热Q于探頭的工作頻率，相當(dāng)于半波長(zhǎng)厚度的頻率叫做壓電晶體的基礎(chǔ)共振頻率。 – 晶體材料的半波長(zhǎng)厚度 ζ可由下式給出。 ζ=CpT1／ 2 式中 :Cp為超聲波在該材料中的傳播速度， T為工作頻率超聲波的周期。 ? (4)匹配層 由于聲透鏡同時(shí)與晶體振元和人體接觸，兩者的聲阻抗差別甚 – ［壓電晶體振元的阻抗 Zf≈(20～ 35) 106kgs－１ m － 2，人體組織的阻抗 Ze≈(～ ) 106 kgs－１ m － 2］，難于使聲透鏡的特性阻抗同時(shí)與兩者匹配。超聲經(jīng)不同阻抗界面?zhèn)鞑?，將產(chǎn)生反射，會(huì)增加能量損耗并影響分辨力，因此，往往需要采用匹配層來(lái)實(shí)現(xiàn)探頭與負(fù)載之間的匹配。 ? 對(duì)匹配層除厚度與聲阻抗的要求外，還要求其聲阻尼要小，以減小對(duì)超聲能量的損耗。在工藝上應(yīng)保證其同時(shí)與晶體振元和聲透鏡接觸良好。 ? 匹配層材料通常也采用環(huán)氧加鎢粉配制 ? 凸陣探頭的結(jié)構(gòu)原理與線陣探頭相類似，只是振元排列成凸形。 ? 但相同振元結(jié)構(gòu)凸形探頭的 視野要比線陣探頭大 。由于其探查視場(chǎng)為扇形，故對(duì)某些聲窗較小的臟器的探查比線陣探頭更為優(yōu)越，比如檢測(cè)骨下臟器，有二氧化碳和空氣障礙的部位更能顯現(xiàn)其特點(diǎn)。 ? 但凸形探頭波束掃描 遠(yuǎn)程擴(kuò)散 ，必須給予線插補(bǔ)，否則因線密度低將使影像清晰度變差。 ? 探頭中的振元都不是同時(shí)被激勵(lì)的，它們總是被分組分時(shí)受激勵(lì) ，而且分配的方法有多樣。 ? 相探陣超聲探頭可以實(shí)現(xiàn)波束扇形掃描，因此又稱為 相控電子扇掃探頭 。 ?相控陣超聲探頭外形及 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與線陣探頭頗有相似之處 。 – 其一是所用換能器也是多元換能器陣列 。 – 其二是探頭的結(jié)構(gòu)、材料和工藝亦相近，主要由換能器、阻尼墊襯、聲透鏡以及匹配層幾部分組成； ?但它們的不同之處也主要有兩點(diǎn)： – 第一是在探頭中沒有開關(guān)控制器，這是因?yàn)橄嗫仃囂筋^換能器中，各振元基本上是同時(shí)被激勵(lì)的，而不是像線陣探頭換能器那樣分組、分時(shí)工作的，因此，不需要用控制器來(lái)選擇參與工作的振元。 – 第二是相控陣探頭的體積和聲窗面積都較小，這是因?yàn)橄嗫仃囂筋^是以扇形掃描方式工作的，其近場(chǎng)波束尺寸小，也正因?yàn)榇?，它具有機(jī)械扇形掃描探頭的優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)一個(gè)小的“窗口”，對(duì)一個(gè)較大的扇形視野進(jìn)行探查。 ? 矩陣式探頭 ?由切割成的數(shù)百個(gè)到數(shù)千個(gè)矩陣組成。 – 如 Philips*4Matrix型超級(jí)矩陣式探頭，由3000個(gè)陣元塊組成。 150多個(gè)計(jì)算機(jī)電子板進(jìn)行接收惡化處理超聲回波信號(hào)。 穿刺活檢換能器 ?中心部位有一個(gè) 2~3mm的圓孔，用來(lái)通過(guò)不同型號(hào)的穿刺線或活檢鉗。
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