CN214965872U - 一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，包括有外壳，所述的外壳内设置有由不同频率阵元拼接成圆柱环形结构的超声头，相邻阵元之间分别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，所述的压电层上镀有内圆电机层和外圆电极层，内圆电机层通过地线引线与连接器相连接，外圆电极层通过正极引线与连接器相连接，所述的压电晶片的内表面设置有匹配层，所述的压电晶片的外表面设置有背衬层。本实用新型的优点在于：结构简单、合理，通过不同频率的阵元接收不同频率的反射超声波，从而提供不同深度的成像，提高成像质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声医疗探头制造技术领域，具体地说是一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头。
背景技术
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。
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。
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。
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。
实用新型内容
本实用新型之目的是弥补上述之不足，向社会公开结构简单、合理的一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，其通过不同频率的阵元接收不同频率的反射超声波，从而提供不同深度的成像，提高成像质量。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，包括有外壳，所述的外壳内设置有由不同频率阵元拼接成圆柱环形结构的超声头，相邻阵元之间分别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，所述的压电层上镀有内圆电机层和外圆电极层，内圆电机层通过地线引线与连接器相连接，外圆电极层通过正极引线与连接器相连接，所述的压电晶片的内表面设置有匹配层，所述的压电晶片的外表面设置有背衬层。
进一步优化本技术方案的措施是：
作为改进，所述的外壳内设置有两种不同频率的阵元，所述的阵元均成半圆环形结构。
作为改进，所述的外壳内设置有四种不同频率的阵元，所述的阵元均成四分之一圆环形结构。
作为改进，所述的阵元的压电晶片的厚度按照顺时针方向依次增厚。
作为改进，所述的地线引线和正极引线均采用高屏蔽同轴电缆。
作为改进，所述的压电晶片采用压电陶瓷复合晶片。
本实用新型与现有技术相比的优点是：
本实用新型的一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，结构简单、合理，其由光纤持续发射脉冲信号，通过超声头接收反射信号，超声头由不同频率的阵元拼接形成圆柱环形结构，能够接收不同频率的反射超声波，从而提供不同深度的成像，进而提高成像质量。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
图2是本实用新型实施例二的结构示意图。
本实用新型附图中各附图标记的名称是：
外壳1、阵元2、压电层21a、内圆电极层21b、外圆电极层21c、匹配层22、背衬层23、光纤3、连接器4、地线引线41、正极引线42。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型：
实施例一，如图1所示，一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，包括有外壳1，所述的外壳1内设置有由不同频率阵元2拼接成圆柱环形结构的超声头，相邻阵元2之间分别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上镀有内圆电极层21b和外圆电极层21c，内圆电极层21b通过地线引线41与连接器4相连接，外圆电极层21c通过正极引线42与连接器4相连接，所述的压电晶片的内表面设置有匹配层22，所述的压电晶片的外表面设置有背衬层23。
每个阵元2中设置一个连接器4，方便接线。
所述的外壳1内设置有两种不同频率的阵元2，所述的阵元2均成半圆环形结构。
所述的地线引线41和正极引线42均采用高屏蔽同轴电缆。
所述的压电晶片采用压电陶瓷复合晶片。
实施例二，如图2所示，本实施例中的探头与实施例一中结构相似，所不同的是，本实施例中，所述的外壳1内设置有四种不同频率的阵元2，所述的阵元2均成四分之一圆环形结构。
所述的阵元2的压电晶片的厚度按照顺时针方向依次增厚。
各个阵元2的总厚度相同，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)。
本实用新型的探头制作方法：
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，制成压电晶片，通过弧形工装弯成弧形，上下表面的电级层分别作为内圆电极层21b和外圆电极层21c。然后在压电晶片的内表面由环氧胶水和无机粉末混合并固化形成匹配层22，在压电晶片的外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的厚度不同，各个阵元所能够接收的反射超声波的频率也会有所不同。将内圆电极层21b通过地线引线41与连接器4相连接，将外圆电极层21c通过正极引线42与连接器4相连接；将各个阵元2拼接形成圆柱环形结构，在相邻阵元2之间设置光纤3，制成超声头，最后将超声头封装到外壳1内，制成探头。
探头使用时，由光纤3持续发射脉冲信号，由各个阵元2接收不同频率的反射超声波，从而提供不同深度的成像，进而提高成像质量。
以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，包括有外壳(1)，其特征是：所述的外壳(1)内设置有由不同频率阵元(2)拼接成圆柱环形结构的超声头，相邻阵元(2)之间分别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)上镀有内圆电极层(21b)和外圆电极层(21c)，内圆电极层(21b)通过地线引线(41)与连接器(4)相连接，外圆电极层(21c)通过正极引线(42)与连接器(4)相连接，所述的压电晶片的内表面设置有匹配层(22)，所述的压电晶片的外表面设置有背衬层(23)。
2.根据权利要求1所述的一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，其特征是：所述的外壳(1)内设置有两种不同频率的阵元(2)，所述的阵元(2)均成半圆环形结构。
3.根据权利要求1所述的一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，其特征是：所述的外壳(1)内设置有四种不同频率的阵元(2)，所述的阵元(2)均成四分之一圆环形结构。
4.根据权利要求3所述的一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，其特征是：所述的阵元(2)的压电晶片的厚度按照顺时针方向依次增厚。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，其特征是：所述的地线引线(41)和正极引线(42)均采用高屏蔽同轴电缆。
6.根据权利要求5所述的一种由不同频率拼接成的圆柱环形复合阵列光声成像探头，其特征是：所述的压电晶片采用压电陶瓷复合晶片。
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