सीमेंस X300 EV9-4 इको अल्ट्रासाउंड स्कैनर प्रोब एंडोकैविटी ट्रांसड्यूसर
ट्रांसड्यूसर की संरचना
ट्रांसड्यूसर प्रदर्शन के पैरामीटर, जो अल्ट्रासाउंड छवियों की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं, अक्षीय और पार्श्व रिज़ॉल्यूशन और संवेदनशीलता हैं। अक्षीय रिज़ॉल्यूशन अधिकतर अल्ट्रासाउंड तरंग की आवृत्ति से निर्धारित होता है। जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, तरंग दैर्ध्य कम हो जाती है, जो फायदेमंद है क्योंकि यह लक्ष्य और अन्य वस्तुओं के बीच बेहतर अंतर प्रदान करता है। अक्षीय दिशा में ऑर्थोगोनल दिशा के साथ पार्श्व रिज़ॉल्यूशन ट्रांसड्यूसर की बीम प्रोफ़ाइल द्वारा निर्धारित किया जाता है। एक संकरी किरण पार्श्व दिशा में बेहतर रिज़ॉल्यूशन की ओर ले जाती है। ट्रांसड्यूसर की संवेदनशीलता अल्ट्रासोनिक छवियों के कंट्रास्ट अनुपात को निर्धारित करती है। उच्च संवेदनशीलता वाला ट्रांसड्यूसर लक्ष्य की उज्जवल छवि उत्पन्न कर सकता है। ट्रांसड्यूसर को इन प्रदर्शन मापदंडों को बढ़ाकर उच्च गुणवत्ता वाली छवियां प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
एक विशिष्ट 1डी ऐरे ट्रांसड्यूसर एक सक्रिय परत, ध्वनिक मिलान परतें, एक बैकिंग ब्लॉक, एक ध्वनिक लेंस, केर्फ्स, एक ग्राउंड शीट (जीआरएस), और एक सिग्नल लचीला मुद्रित सर्किट बोर्ड (एफपीसीबी) से बना होता है। सक्रिय परत आमतौर पर पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री से बनी होती है - ज्यादातर पीजोसेरेमिक। सक्रिय परत एक इलेक्ट्रिक ड्राइविंग सिग्नल के जवाब में एक अल्ट्रासाउंड तरंग उत्पन्न करती है, किसी अंग की सीमा पर परावर्तित तरंग को प्राप्त करती है, और प्राप्त अल्ट्रासाउंड तरंग को पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से एक इलेक्ट्रिक सिग्नल में परिवर्तित करती है। हालाँकि, पीज़ोसेरेमिक तत्वों और मानव शरीर के बीच ध्वनिक प्रतिबाधा में बड़ा अंतर दोनों मीडिया के बीच अल्ट्रासोनिक ऊर्जा के कुशल हस्तांतरण को रोकता है। ध्वनिक मिलान परतों का उपयोग अल्ट्रासाउंड ऊर्जा के हस्तांतरण को सुविधाजनक बनाने के लिए किया जाता है। ट्रांसड्यूसर की केंद्र आवृत्ति पर प्रत्येक मिलान परत की मोटाई एक-चौथाई तरंग दैर्ध्य होती है। बैकिंग ब्लॉक का उपयोग पीजोइलेक्ट्रिक तत्व से पीछे की ओर फैलने वाली अल्ट्रासाउंड तरंग को अवशोषित करने के लिए किया जाता है। यदि पिछड़ी तरंग बैकिंग ब्लॉक के नीचे परावर्तित होती है और पीजोइलेक्ट्रिक तत्व में लौट आती है, तो यह अल्ट्रासाउंड छवि में शोर पैदा कर सकती है। इस प्रकार, बैकिंग ब्लॉक में उच्च क्षीणन होना चाहिए। इस सामग्री भिगोने के अलावा, बैकिंग ब्लॉक के अंदर बिखरने के प्रभाव को बढ़ाने के लिए कई संरचनात्मक विविधताएं लागू की गई हैं, उदाहरण के लिए, ब्लॉक में खांचे या छड़ें डालना। बैकिंग ब्लॉक में आमतौर पर 3 और 5 Mrayl के बीच ध्वनिक प्रतिबाधा होती है। यदि बैकिंग ब्लॉक में ध्वनिक प्रतिबाधा बहुत अधिक है, तो पीजोइलेक्ट्रिक तत्व द्वारा उत्पन्न ध्वनिक ऊर्जा बैकिंग ब्लॉक द्वारा बर्बाद हो जाएगी और कुछ अल्ट्रासाउंड तरंगें मानव शरीर में संचारित हो जाएंगी। ध्वनिक लेंस अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर को बाहरी क्षति से बचाता है, और स्नेल के नियम के आधार पर अल्ट्रासाउंड बीम को एक निर्दिष्ट बिंदु पर केंद्रित करता है। लेंस के अंदर अल्ट्रासाउंड ऊर्जा के नुकसान को कम करने के लिए कम क्षीणन स्थिरांक वाली सामग्रियों को प्राथमिकता दी जाती है। ट्रांसड्यूसर और रोगियों के बीच आरामदायक संपर्क के लिए विशिष्ट ध्वनिक लेंस रबर सामग्री से बने होते हैं। केर्फ़ सरणीबद्ध पीज़ोइलेक्ट्रिक तत्वों के बीच एक अंतर है जो प्रत्येक तत्व को उसके पड़ोसी तत्वों से अलग करता है ताकि उनके बीच क्रॉसस्टॉक को कम किया जा सके। क्रॉसस्टॉक ट्रांसड्यूसर के प्रदर्शन को गंभीर रूप से ख़राब कर देता है। इसलिए, क्रॉसस्टॉक को कम करने के लिए केर्फ़ के विभिन्न आकार और सामग्री विकसित की गई हैं।