Siemens X300 EV9-4 Echo ultrazvučni skener Sonda endokavitetne sonde

Struktura pretvarača

Parametri performansi sonde koji utiču na kvalitet ultrazvučne slike su aksijalna i lateralna rezolucija i osetljivost. Aksijalna rezolucija je uglavnom određena frekvencijom ultrazvučnog talasa. Kako se frekvencija povećava, valna dužina se smanjuje, što je povoljno jer omogućava bolju razliku između mete i drugih objekata. Bočna rezolucija duž pravca ortogonalnog na aksijalni smjer određena je profilom snopa pretvarača. Uži snop dovodi do bolje rezolucije duž bočnog smjera. Osjetljivost sonde određuje omjer kontrasta ultrazvučnih slika. Pretvornik veće osjetljivosti može stvoriti svjetliju sliku mete. Sonda je dizajnirana za dobijanje visokokvalitetnih slika poboljšanjem ovih parametara performansi.

Tipičan 1D niz sonde sastoji se od aktivnog sloja, slojeva akustičkog podudaranja, pozadinskog bloka, akustičnog sočiva, ureza, uzemljenja (GRS) i signalno fleksibilne štampane ploče (FPCB). Aktivni sloj je obično napravljen od piezoelektričnog materijala - uglavnom piezokeramike. Aktivni sloj stvara ultrazvučni val kao odgovor na električni pokretački signal, prima val reflektiran na granici organa i pretvara primljeni ultrazvučni val u električni signal pomoću piezoelektričnog efekta. Međutim, velika razlika u akustičkoj impedanciji između piezokeramičkih elemenata i ljudskog tijela onemogućava efikasan prijenos ultrazvučne energije između dva medija. Akustični slojevi se koriste da bi se olakšao prijenos ultrazvučne energije. Svaki odgovarajući sloj ima debljinu od jedne četvrtine valne dužine na središnjoj frekvenciji pretvarača. Podložni blok se koristi za apsorpciju ultrazvučnog talasa koji se širi unazad od piezoelektričnog elementa. Ako se povratni val reflektira na dnu podloge i vrati u piezoelektrični element, može uzrokovati šum na ultrazvučnoj slici. Dakle, pozadinski blok bi trebao imati visoko prigušenje. Pored ovog prigušenja materijala, implementirano je nekoliko strukturnih varijacija kako bi se povećali efekti raspršivanja unutar bloka podloge, npr. umetanje žljebova ili šipki u blok. Pozadinski blok obično ima akustičnu impedanciju između 3 i 5 Mrayl. Ako pozadinski blok ima previsoku akustičnu impedanciju, akustična energija koju stvara piezoelektrični element će biti izgubljena od strane bloka i nekoliko ultrazvučnih valova će se prenijeti na ljudsko tijelo. Akustična leća štiti ultrazvučni pretvarač od vanjskih oštećenja i fokusira ultrazvučni snop na određenu tačku na osnovu Snelovog zakona. Materijali sa niskim konstantama slabljenja su poželjniji da bi se smanjio gubitak ultrazvučne energije unutar sočiva. Tipične akustične leće napravljene su od gumenih materijala za ugodan kontakt između sonde i pacijenata. Prorez je jaz između raspoređenih piezoelektričnih elemenata koji izoluje svaki element od njegovih susjednih elemenata kako bi se smanjio preslušavanje između njih. Preslušavanje ozbiljno umanjuje performanse pretvarača. Zbog toga su razvijeni različiti oblici i materijali ureza za smanjenje preslušavanja.