第三章医用超声探头.ppt

关于第三章医用超声探头
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医学超声诊断设备
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第一页，讲稿共四十七页哦
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医学超声诊断设备
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压电陶瓷片
第二页，讲稿共四十七页哦
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医学超声诊断设备
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§ 医用超声探头的主要特性
. 基本要求
保证振子高速摆动，摆动幅度足够大；
摆速均匀稳定；
体积小、重量轻、便于手持操作；
外形适合探查需要，灵活改变扫查方式；
机械振动及噪音小；
对于旋转式，要求压电振元特性一致。
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医学超声诊断设备
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3. 结构
优点:
较好的柱状声束；体积小、重量轻；线密度高。
缺点:
扫描角度小；寿命短；摆动时的振动和均匀性不理想。
典型的摆动式机械扇扫探头
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医学超声诊断设备
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较成熟的摆动式机械扇扫探头
优点:
测角精度和使用寿命较佳；
振元摆幅大，视野大。
缺点:
存在机械振动及机械误差。
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医学超声诊断设备
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步进电机驱动的摆动式机械扇扫探头
优点:
结构简化，磨损小，寿命长；
体积和重量较小；
传动误差小，光栅均匀。
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医学超声诊断设备
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反射式的摆动式机械扇扫探头
优点:
结构简化。
特点:
压电振子固定，声反射镜摆动。
缺点:
声束形状和扫描角度等指标不理想。
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医学超声诊断设备
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旋转式机械扇扫探头
原理：压电振子单方向旋转。
优点：
匀角速扫描，噪声小，寿命长。
技术难点:
要求振元的一致性很高。
机械扇扫探头有被电子相控阵扇扫取代的趋势。
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§ 电子线扫超声探头
1. 多矩阵振元合成声场特性
特点：
受振元间互耦的影响，主瓣宽，副瓣大。
整体刻划工艺
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医学超声诊断设备
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改善波束性质的方法：
应用方法：
聚焦实现束控
组合发射方式
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医学超声诊断设备
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2. 声学聚焦与电子聚焦
使探头发射的超声波束在一定深度范围内汇聚收敛，称为超声聚焦。
声学聚焦
声透镜
声反射镜
压电振子做成曲面
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医学超声诊断设备
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声透镜—— 凹形声透镜
条件：透镜介质声速大于被测介质声速。
规律：焦距F的长短与透镜凹面曲率半径R成正比，与 的值成反比。
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医学超声诊断设备
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条件：透镜介质声速小于被测介质声速。
规律：声透镜中心部位的厚度应为 。
声透镜—— 平凸形声透镜
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声透镜—— 凹面振子
焦距F＝曲率半径R
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电子聚焦(Electronic Focusing)
应用相控技术，对线阵探头各振元提供按二次曲线规律延时的激励，使声场区合成波阵面呈二次曲线凹面从而实现波束聚焦。
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延时量的计算
1、2号振元的声程差：
1、2号振元的相差延时量：
发射需加延时量，接收需给予延时补偿；
线阵探头通常短轴采用声学聚焦，长轴采用电子聚焦。
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动态电子聚焦
采用不同延迟线，改变聚焦焦点，改善远场的声束状况，增加探测深度。
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医学超声诊断设备
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3. 线阵探头和凸形探头
电子线阵探头
组成：二极管开关控制器、阻尼垫衬、多元换能器、匹配层、声透镜和外壳。
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医学超声诊断设备
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二极管开关控制器
作用：控制探头中各振元的组合工作方式，减少引线的数量和探头的重量 。
阻尼垫衬
　 作用：产生阻尼，抑制振铃并消除反射干扰。
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医学超声诊断设备
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多元换能器
结构
整体切割工艺
开槽深度：
主要取决于半波长厚度σ：
频率越高，所用晶片厚度越薄，同时，开槽深则互耦小。
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