一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头，包括有外壳，外壳内设置有若干不同频率的阵元，阵元呈横向线形分布，外壳中心设置有能够持续发射脉冲信号的光纤；阵元包括有压电晶片，压电晶片包括有压电层，压电层的表面分别镀有上电极层和下电极层，上电极层和下电极层通过引线与连接器相连接，压电晶片的下表面设置有匹配层，压电晶片的上表面设置有背衬层，若干阵元的压电晶片的厚度由探头一侧向另一侧逐渐增加。其优点在于：结构简单、合理，超声头由不同频率的阵元线形阵列分布构成，形成线性的接收频率梯度，能够接收不同频率的反射超声波，从而增加超声波的频率带宽范围，进而提高成像质量。进而提高成像质量。进而提高成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头


[0001]本技术涉及超声医疗探头制造
，具体地说是一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头。

技术介绍

[0002]在医学影像诊断领域，超声成像是常见的一种诊断方法。超声成像是基于探测生物组织的力学特性，其成像对比度较低，同时传统超声成像依赖于生物组织的声阻抗变化，只能做到界面反射成像，不能层析成像。
[0003]而光学方法的优势在于它的功能性和灵敏性，当前，光与组织的相互作用的过程主要是吸收和散射两方面：其中，组织的光学吸收性质与组织成分有关，而组织的成分变化能反映组织体生化状态的变化，故从光学吸收性质可判断组织体的生化状态；生物组织中的光散射源自于折射率在微米尺度的随机变化，而折射率在微米尺度的起伏的生理基础则是生物组织在细胞和亚细胞水平上相互间的变化，所以可以认为，从光学散射性质能推断组织体在细胞和亚细胞水平形态上的变化。综上可见，组织体的光学性质（散射和吸收）具有评估病灶组织生化和形态状态的能力。另外，光学性质对组织发生的以上变化都很敏感，这使得光学成像有可能具备高的图像对比度。因此，利用光学技术功能性和灵敏性的特点可对组织体功能进行量化评估。
[0004]但是，光辐照生物组织时表现出强散射的特性，散射系数典型值约为100cm
‑
1，这种强的光散射特性使得光学成像时，分辨率和成像深度不可兼得。
[0005]与光在组织内传播表现出强散射不同，超声在组织内的散射比光弱2
‑
3个数量级，这意味超声成像技术在分辨率和成像深度方面某种程度上可兼得。但是超声成像技术的图形对比度来源是生物组织在机械属性上的差异，成像对比度较低，而且超声依赖于组织的声阻抗变化，只能做到界面反射成像，不能层析成像，也不适合于含气脏器（如肺、消化道及骨骼）的检查，也使超声成像技术在早期癌诊断方面受到限制；另外，超声技术不具备评估组织体功能的能力。

技术实现思路

[0006]本技术之目的是弥补上述之不足，向社会公开结构简单、合理的一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头，其通过线形排列的不同频率阵元接收不同频率的反射超声波，增加超声波的频率带宽范围，提高成像质量。
[0007]本技术的技术方案是这样实现的：
[0008]一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头，包括有外壳，所述的外壳内设置有若干不同频率的阵元，所述的阵元呈横向线形分布，所述的外壳中心设置有能够持续发射脉冲信号的光纤；所述的阵元包括有压电晶片，所述的压电晶片包括有压电层，所述的压电层的表面分别镀有上电极层和下电极层，所述的上电极层和下电极层通过引线与连接器相连接，所述的压电晶片的下表面设置有匹配层，所述的压电晶片的上表面设置有
背衬层，若干阵元的压电晶片的厚度由探头一侧向另一侧逐渐增加。
[0009]进一步优化本技术方案的措施是：
[0010]作为改进，所述的阵元呈矩形结构，所述的阵元的宽度相同。
[0011]作为改进，所述的连接器上设置有正极接线柱和负极接线柱，各个阵元的上电极层通过引线分别与所述正极接线柱连接，各个阵元的下电极层通过铜箔连接后，通过引线与所述负极接线柱连接。
[0012]作为改进，所述的外壳的中心设置有穿线管，所述的光纤和引线穿置于所述穿线管中。
[0013]作为改进，所述的引线采用高屏蔽同轴电缆。
[0014]作为改进，所述的压电晶片采用压电陶瓷复合晶片。
[0015]作为改进，所述的阵元的数量为5至10个。
[0016]本技术与现有技术相比的优点是：
[0017]本技术的一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头，结构简单、合理，其由光纤持续发射脉冲信号，通过呈线形阵列分布的若干阵元组成的超声头接收反射信号，超声头由不同频率的阵元线形阵列分布构成，形成线性的接收频率梯度，能够接收不同频率的反射超声波，从而增加超声波的频率带宽范围，进而提高成像质量。
附图说明
[0018]图1是本技术的结构示意图；
[0019]图2是本技术的剖视结构示意图；
[0020]图3是图2中A部放大图。
[0021]本技术附图中各附图标记的名称是：
[0022]外壳1、阵元2、压电层21a、上电极层21b、下电极层21c、匹配层22、背衬层23、光纤3、连接器4、正极接线柱4a、负极接线柱4b、引线41、铜箔42、穿线管5。
具体实施方式
[0023]下面结合附图进一步详细描述本技术：
[0024]如图1和图3所示，一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头，包括有外壳1，所述的外壳1内设置有若干不同频率的阵元2，所述的阵元2呈横向线形分布，所述的外壳1中心设置有能够持续发射脉冲信号的光纤3；所述的阵元2包括有压电晶片，所述的压电晶片包括有压电层21a，所述的压电层21a的表面分别镀有上电极层21b和下电极层21c，所述的上电极层21b和下电极层21c通过引线41与连接器4相连接，所述的压电晶片的下表面设置有匹配层22，所述的压电晶片的上表面设置有背衬层23，若干阵元2的压电晶片的厚度由探头一侧向另一侧逐渐增加。
[0025]所述的阵元2呈矩形结构，所述的阵元2的宽度相同。
[0026]所述的连接器4上设置有正极接线柱4a和负极接线柱4b，各个阵元2的上电极层21b通过引线41分别与所述正极接线柱4a连接，各个阵元2的下电极层21c通过铜箔42连接后，通过引线41与所述负极接线柱4b连接。如此设置，方便接线。
[0027]所述的外壳1的中心设置有穿线管5，所述的光纤3和引线41穿置于所述穿线管5
中。设置穿线管5方便光纤3和引线41的安装，也能够对光纤3和引线41起到一定的保护作用。
[0028]所述的引线41采用高屏蔽同轴电缆。
[0029]所述的压电晶片采用压电陶瓷复合晶片。
[0030]所述的阵元2的数量为5至10个。本实施例中，阵元2的数量为7个。
[0031]压电晶片的厚度不同，并匹配不同厚度的匹配层22和背衬层23；匹配层22采用聚合物和填料按照不同填充比来调配，背衬层23的背衬材料采用含有气孔的高声阻抗高声衰减的复合材料，如在环氧树脂中填入高填充比的钨粉制备背衬，为提高声衰减系数，适当增加基料的柔性(即进行改性处理，如通过加入聚硫橡胶的方法实现)。
[0032]本技术的探头制作方法：
[0033]将不同厚度的复合材料压电陶瓷片通过磁控溅射工艺制成压电层21a，并在上下表面分别镀上电级层而形成上电极层21b和下电极层21c，制成不同高度矩形结构的压电晶片，各个压电晶片的宽度相同。然后在压电晶片的下表面由环氧胶水和无机粉末混合并固化形成匹配层22，在压电晶片的上表面通过环氧胶水固化形成背衬层23，如此形成叠层结构的阵元2。由于各个阵元2中，压电晶片和匹配层22的厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头，包括有外壳(1)，其特征是：所述的外壳(1)内设置有若干不同频率的阵元(2)，所述的阵元(2)呈横向线形分布，所述的外壳(1)中心设置有能够持续发射脉冲信号的光纤(3)；所述的阵元(2)包括有压电晶片，所述的压电晶片包括有压电层(21a)，所述的压电层(21a)的表面分别镀有上电极层(21b)和下电极层(21c)，所述的上电极层(21b)和下电极层(21c)通过引线(41)与连接器(4)相连接，所述的压电晶片的下表面设置有匹配层(22)，所述的压电晶片的上表面设置有背衬层(23)，若干阵元(2)的压电晶片的厚度由探头一侧向另一侧逐渐增加。2.根据权利要求1所述的一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头，其特征是：所述的阵元(2)呈矩形结构，所述的阵元(2)的宽度相同。3.根据权利要求2所述的一种阵元频率随梯度变化的光声成像用线形阵列探头，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晨瑞，刘东旭，贾鑫，邓吉，刘占凯，滑劭宁，
申请(专利权)人：奥声上海电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：