Siemens X300 EV9-4 Echo Ultrasound Scanner Probe Endocavity Transducer

Transduserens struktur

Parametrene for svingerens ytelse, som påvirker kvaliteten på ultralydbildene, er den aksiale og laterale oppløsningen og følsomheten. Den aksiale oppløsningen bestemmes hovedsakelig av frekvensen til ultralydbølgen. Når frekvensen øker, avtar bølgelengden, noe som er fordelaktig fordi det gir et bedre skille mellom et mål og andre objekter. Den laterale oppløsningen langs retningen ortogonalt til den aksiale retningen bestemmes av stråleprofilen til transduseren. En smalere stråle fører til bedre oppløsning langs sideretningen. Følsomheten til transduseren bestemmer kontrastforholdet til ultralydbildene. En svinger med høyere følsomhet kan generere et lysere bilde av målet. Svingeren er designet for å ta bilder av høy kvalitet ved å forbedre disse ytelsesparametrene.

En typisk 1D-array-transduser er sammensatt av et aktivt lag, akustiske matchende lag, en støtteblokk, en akustisk linse, kerfs, et bakkeark (GRS) og et signal fleksibelt kretskort (FPCB). Det aktive laget er vanligvis laget av et piezoelektrisk materiale - for det meste piezokeramisk. Det aktive laget genererer en ultralydbølge som svar på et elektrisk drivsignal, mottar bølgen som reflekteres ved grensen til et organ, og konverterer den mottatte ultralydbølgen til et elektrisk signal ved hjelp av den piezoelektriske effekten. Den store forskjellen i den akustiske impedansen mellom piezokeramiske elementer og en menneskekropp forhindrer imidlertid effektiv overføring av ultralydenergi mellom de to mediene. De akustiske matchende lagene brukes for å lette overføringen av ultralydenergi. Hvert matchende lag har en tykkelse på en kvart bølgelengde ved senterfrekvensen til transduseren. Støtteblokken brukes til å absorbere ultralydbølgen som forplanter seg bakover fra det piezoelektriske elementet. Hvis bakoverbølgen reflekteres i bunnen av støtteblokken og returneres til det piezoelektriske elementet, kan det forårsake støy i ultralydbildet. Dermed bør støtteblokken ha høy dempning. I tillegg til denne materialdempingen er det implementert flere strukturelle variasjoner for å øke spredningseffektene inne i støtteblokken, f.eks. ved å sette inn spor eller stenger i blokken. Støtteblokken har vanligvis en akustisk impedans mellom 3 og 5 Mrayl. Hvis støtteblokken har en akustisk impedans som er for høy, vil den akustiske energien som genereres av det piezoelektriske elementet gå til spille av støtteblokken og få ultralydbølger vil bli overført til menneskekroppen. Den akustiske linsen beskytter ultralydtransduseren mot utvendig skade, og fokuserer ultralydstrålen til et spesifisert punkt basert på Snells lov. Materialer med lave dempningskonstanter foretrekkes for å redusere tapet av ultralydenergi inne i linsen. Typiske akustiske linser er laget av gummimaterialer for komfortabel kontakt mellom transduseren og pasientene. Skjæret er et gap mellom oppsatte piezoelektriske elementer som isolerer hvert element fra dets naboelementer for å redusere krysstalen mellom dem. Krysstalen forringer svingerens ytelse alvorlig. Derfor er ulike former og materialer på snittet utviklet for å redusere krysstalen.