本实用新型专利技术揭示一种超声成像装置以及超声成像系统。所述超声成像装置包括：主体部，具有第一端和第二端；和换能器，设置于主体部的第一端，换能器包括：衬底；第一电极和第二电极；以及多个阵元，设置于衬底上，每个阵元包括：被动层，设置于衬底上；第一电极层，设置于被动层的远离衬底的一侧，第一电极层与第一电极电连接；第二电极层，设置于第一电极层远离衬底的一侧，第二电极层与第二电极电连接；第一压电层，设置于第一电极层和第二电极层之间。该超声成像装置和超声成像系统可以实现更高工作频率，进而可获得更高的成像分辨率，并且能够在特定位置实现聚焦，并能根据成像需求实时调整聚焦位置，从而更精确地观察。从而更精确地观察。从而更精确地观察。
【技术实现步骤摘要】
超声成像装置以及超声成像系统
[0001]本技术涉及超声诊疗器械领域，特别涉及一种超声成像装置以及具有该超声成像装置的超声成像系统。
技术介绍
[0002]冠心病严重威胁人类的健康。每年有大量人死于冠心病，且发病趋势逐渐由中老年人群向中青年人群发展。冠心病的主要病因是冠状动脉粥样硬化，大部分急性冠心病和血管内血栓的主要原因是附着在血管壁上的易损斑块的破裂。目前，检验冠心病的主要手段是冠脉造影(CAG)，但冠脉造影仅能对血管内血流情况进行成像，通过观察血流轨迹的变化分析血管血栓程度，而无法对斑块的易损性进行判断，并且对于血管堵塞程度也无法准确判断，进而可能误导病情诊断。
[0003]血管内超声(Intravascular ultrasound tomography,IVUS)成像是诊断冠心病新的“金标准”。血管内超声的工作原理通常是将超声换能器置于导管前端，并通过导丝引导至病变区域；在回撤过程中，由超声换能器向血管壁发射超声波，并且接收超声波，进而利用接收到的超声波通过成像系统进行数据处理分析，从而得到血管壁的形貌。利用血管内超声成像可以准确获得血管的狭窄程度，同时还能观察易损斑块的形貌，从而为冠心病的诊断和治疗提供临床依据。
[0004]对于血管内超声成像来说，高分辨是临床需求的发展趋势。现有的血管内超声(IVUS)成像装置(例如，超声成像探头)主要使用由压电陶瓷形成的传统换能器，其轴向分辨率在100
‑
200μm、径向分辨率在250μm左右，直径在1
‑
3mm。然而，血管中易损斑块的尺寸一般在70μm以下，因此，难以对其实现很好的观察。
[0005]对于压电陶瓷超声换能器而言，其分辨率随工作频率的增加而增加，提高分辨率需提高工作频率，因此，若要提高工作频率，需要降低压电陶瓷的厚度。然而，压电陶瓷的厚度为工作频率波长的一半，目前的压电陶瓷减薄、切割工艺不能稳定实现理想厚度薄片的制备，因此，受陶瓷减薄工艺的影响，压电陶瓷的厚度有下限值，从而导致压电陶瓷换能器的工作频率存在上限 (一般在20
‑
40兆赫兹，若要实现60兆赫兹以上，不但会大幅增加制造成本，而且换能器的良率也较低)，不能进一步提高以增加图像分辨率，难以满足临床上对于分辨率日益增加的需求。
[0006]此外，现有超声换能器的声波发射方向固定，焦点和焦平面位置固定，无法实现多点多景深聚焦，对于形状复杂的易损斑块观察难度较大。
技术实现思路
[0007]针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种超声成像装置以及具有该超声成像装置的超声成像系统，该超声成像装置和超声成像系统可以实现更高工作频率，进而可获得更高的成像分辨率，并且能够在特定位置实现聚焦，并能根据成像需求实时调整聚焦位置，从而更精确地观察。
[0008]根据本技术的一个方面提供一种超声成像装置，所述超声成像装置包括：主体部，具有第一端和第二端；和换能器，设置于所述主体部的所述第一端，所述换能器包括：衬底；第一电极和第二电极；以及多个阵元，设置于所述衬底上，每个所述阵元包括：被动层，设置于所述衬底上；第一电极层，设置于所述被动层的远离所述衬底的一侧，所述第一电极层与所述第一电极电连接；第二电极层，设置于所述第一电极层远离所述衬底的一侧，所述第二电极层与所述第二电极电连接；第一压电层，设置于所述第一电极层和所述第二电极层之间。
[0009]可选地，所述换能器还包括钳制区，所述钳制区设置于所述衬底上、位于所述多个阵元之间，所述钳制区至少包括第二压电层。
[0010]可选地，所述换能器包括多个第一电极和多个第二电极，其中，同一行的所述阵元的第一电极层连接至一个所述第一电极，并且同一列的所述阵元的第二电极层连接至一个所述第二电极。
[0011]可选地，所述第一压电层与所述第二压电层同层设置。
[0012]可选地，所述第一压电层和所述第二压电层为压电薄膜，所述压电薄膜的厚度为0.1～10μm，且由锆钛酸铅、氧化锌、氮化铝以及铌酸钾钠材料中的任一种或多种形成。
[0013]可选地，所述换能器还包括多个空腔，所述空腔设置于所述被动层与所述衬底之间，其中，每个所述空腔与每个所述阵元的位置一一对应。
[0014]可选地，每个所述阵元还包括波导层或背衬层，所述波导层或背衬层填充于所述空腔中。
[0015]可选地，所述换能器的谐振频率大于等于60兆赫兹。
[0016]根据本技术的另一个方面，还提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括：上述的超声成像装置，其中，所述换能器的多个阵元被配置为收脉冲激励后发射超声波的发射阵元以及发射超声波后接收返回信号的接收阵元；延迟电路，电连接至与所述发射阵元电连接的所述第一电极和第二电极；控制单元，电连接所述延迟电路，用于计算所述延迟电路各通路的时间延迟量，并触发所述延迟电路进行电信号激励；信号采集单元，电连接至与所述接收阵元电连接的所述第一电极和第二电极；信号处理单元，电连接所述信号采集单元，用于对所述信号采集单元采集到的信号进行处理，以进行成像。
[0017]可选地，所述延迟电路和所述信号采集单元形成于一个专用集成电路上。
[0018]可选地，所述超声成像系统还包括以成像单元，电连接所述信号处理单元，用于对所述信号处理单元处理后的信号进行成像。
[0019]相比于现有技术，本技术实施例提供的超声成像装置和超声成像系统中，由于超声成像装置的换能器包括多个可以使用的压电薄膜的阵元，因此，相比现有的换能器至少具有以下优点：
[0020]1、相比传统的压电陶瓷换能器而言，本技术的超声成像装置所使用的换能器的频率与厚度、直径等均有关系，设计灵活性增加。此外，压电薄膜本身对于厚度和直径的尺寸控制更为精确，有利于频率的设计。有利于在成像过程中获得更高的分辨率。
[0021]2、相比传统的压电陶瓷换能器厚度和形状固定导致焦平面位置固定、从而无法根据成像过程中的实时变化而调整焦平面的位置而言，本技术的超声成像装置所使用的换能器在成像过程中，对于不同位置的阵元发射的超声波之间可以相互作用，发生相消或
相长，使得在特定位置实现聚焦，并能根据成像需求实时调整聚焦位置，以更精确观察具有复杂形貌特征的易损斑块等。
[0022]3、本技术的超声成像装置所使用的换能器还包括钳制区，钳制区位于多个阵元之间，可用于钳制各个阵元，提高压电薄膜的表现刚度，获得更好的机电耦合性，从而提升换能器的灵敏度。
[0023]4、相比传统的压电陶瓷换能器上下电极直接沉积在压电陶瓷表面全覆盖，并随后在其上沉积匹配层或背衬层的结构而言，本技术的超声成像装置所使用的换能器同一行的阵元的第一电极层连接至一个第一电极，并且同一列的阵元的第二电极层连接至一个第二电极，因此，可以大大减少电极引线的数量，有利于换能器实现集成化和微型化。
[0024]5、本技术的超声成像装置的换能器的制备可以采用目前较为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声成像装置，其特征在于，所述超声成像装置包括：主体部，具有第一端和第二端；和换能器，设置于所述主体部的所述第一端，所述换能器包括：衬底；第一电极和第二电极；以及多个阵元，设置于所述衬底上，每个所述阵元包括：被动层，设置于所述衬底上；第一电极层，设置于所述被动层的远离所述衬底的一侧，所述第一电极层与所述第一电极电连接；第二电极层，设置于所述第一电极层远离所述衬底的一侧，所述第二电极层与所述第二电极电连接；第一压电层，设置于所述第一电极层和所述第二电极层之间。2.如权利要求1所述的超声成像装置，其特征在于，所述换能器还包括钳制区，所述钳制区设置于所述衬底上、位于所述多个阵元之间，所述钳制区至少包括第二压电层。3.如权利要求2所述的超声成像装置，其特征在于，所述换能器包括多个第一电极和多个第二电极，其中，同一行的所述阵元的第一电极层连接至一个所述第一电极，并且同一列的所述阵元的第二电极层连接至一个所述第二电极。4.如权利要求2所述的超声成像装置，其特征在于，所述第一压电层与所述第二压电层同层设置。5.如权利要求2所述的超声成像装置，其特征在于，所述第一压电层和所述第二压电层为压电薄膜，所述压电薄膜的厚度为0.1～10μm，且由锆钛酸铅、氧化锌、氮化铝以及铌酸钾钠材料中的任一种或多种形成。6.如权利要求2所述的超声成像装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：问飞，马有草，王雏，张峰，刘悦，
申请(专利权)人：上海悉像科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。