探頭及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]與示例性實(shí)施例一致的設(shè)備和方法涉及一種發(fā)送和接收超聲波的探頭及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲成像設(shè)備將超聲波從對象的表面發(fā)送到對象的目標(biāo)區(qū)域，并接收從目標(biāo)區(qū)域反射的超聲回波，以便基于超聲回波無創(chuàng)地獲取關(guān)于對象軟組織的切片圖像或關(guān)于對象血管的圖像。
[0003]與其他醫(yī)學(xué)成像設(shè)備(諸如，X射線設(shè)備、計算機(jī)斷層(CT)掃描儀、磁共振成像(MRI)設(shè)備以及核醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備)相比，超聲成像設(shè)備具有緊湊、裝置低廉價格以及能實(shí)時顯示的優(yōu)點(diǎn)。此外，由于對于患者沒有被暴露于如X射線的輻射的危險，因此超聲成像設(shè)備具有高安全性。因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，超聲成像設(shè)備被廣泛地用于診斷心臟、腹部和泌尿器官和子古絕口寸ο
[0004]為了獲取對象的超聲圖像，超聲成像設(shè)備包括探頭，用于將超聲波發(fā)送到對象并接收從對象反射的超聲回波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—個或更多個示例性實(shí)施例提供了一種探頭及制造探頭的方法，所述探頭可通過提供包括低衰減材料和高衰減材料中至少一個的層來在短距離區(qū)域中形成窄帶寬。
[0006]本公開的另一方面在于提供一種探頭及制造探頭的方法，所述探頭可物理地實(shí)現(xiàn)切祉法(apodizat1n)，以改善超聲圖像的圖像質(zhì)量。
[0007]本公開的另一方面將在隨后的描述中部分地闡述，并將從描述中變的顯而易見，或可通過示例性實(shí)施例的實(shí)施而理解。
[0008]根據(jù)不例性實(shí)施例的一方面，探頭包括:聲學(xué)模塊，包括被構(gòu)造為產(chǎn)生超聲波的壓電層、被構(gòu)造為減小壓電層和對象之間的聲阻抗的差值的匹配層和被構(gòu)造為吸收由壓電層產(chǎn)生并從壓電層向后傳輸?shù)某暡ǖ谋骋r層；多個衰減層，設(shè)置在聲學(xué)模塊的上表面的兩個邊緣，并被構(gòu)造為衰減通過聲學(xué)模塊產(chǎn)生的超聲波；透鏡層，被設(shè)置為覆蓋衰減層的上表面，并被構(gòu)造為使從壓電層向前傳輸?shù)某暡ň劢乖陬A(yù)定點(diǎn)。
[0009]衰減層可包括高衰減材料。
[0010]每個衰減層可具有多層結(jié)構(gòu)，并包括低衰減材料。
[0011 ] 衰減層可被分別布置在沿探頭的橫向方向所看到的聲學(xué)模塊的左上表面的部分上和聲學(xué)模塊的右上表面的部分上。
[0012]衰減層可被分別布置在聲學(xué)模塊的左上表面的最左上部上和聲學(xué)模塊的右上表面的最右上部上。
[0013]衰減層可包括硅材料。
[0014]壓電層可形成在背襯層的塌陷表面上。
[0015]透鏡層可被構(gòu)造有多個層。
[0016]壓電層可形成在背襯層的上表面的全部或部分上。
[0017]根據(jù)本公開的另一方面，探頭包括:聲學(xué)模塊，包括被構(gòu)造為產(chǎn)生超聲波的壓電層、被構(gòu)造為減小壓電層和對象之間的聲阻抗的差值的匹配層和被構(gòu)造為吸收由壓電層產(chǎn)生并從壓電層向后傳輸?shù)某暡ǖ谋骋r層；衰減層，設(shè)置在聲學(xué)模塊的中央上表面，并包括低衰減材料；透鏡層，被設(shè)置為覆蓋衰減層的上表面，并被構(gòu)造為使從壓電層向前傳輸?shù)某暡ň劢乖陬A(yù)定點(diǎn)。
[0018]衰減層可設(shè)置在沿探頭的橫向方向所看到的聲學(xué)模塊的中央表面上。
[0019]衰減層可包括硅材料。
[0020]壓電層可形成在背襯層的坍塌表面上。
[0021]衰減層可被構(gòu)造有多個層，透鏡層可被構(gòu)造有多個層。
[0022]壓電層可形成在背襯層的上表面的全部或部分上。
[0023]根據(jù)本公開的另一方面，探頭包括:聲學(xué)模塊，包括被構(gòu)造為產(chǎn)生超聲波的壓電層、被構(gòu)造為減小壓電層和對象之間的聲阻抗的差值的匹配層和被構(gòu)造為吸收由壓電層產(chǎn)生并從壓電層向后傳輸?shù)某暡ǖ谋骋r層；衰減層，設(shè)置在聲學(xué)模塊的上表面上，其中，衰減層的中央部具有與衰減層的兩個邊緣的超聲波衰減不同的超聲波衰減；透鏡層，被設(shè)置為覆蓋衰減層的上表面，并被構(gòu)造為使從壓電層向前傳輸?shù)某暡ň劢乖陬A(yù)定點(diǎn)。
[0024]衰減層的從探頭的橫向方向所看到的中央部包括低衰減材料，并在從探頭的橫向方向所看到的兩個邊緣包括高衰減材料。
[0025]衰減層可包括低衰減材料，從探頭的橫向方向所看到的衰減層的中央部可具有單層結(jié)構(gòu)，以及從探頭的橫向方向所看到的衰減層的兩個邊緣可分別具有多層結(jié)構(gòu)。
[0026]衰減層可包括硅材料。
[0027]壓電層可形成在背襯層的塌陷表面上。
[0028]衰減層可被構(gòu)造有多個層，以及透鏡層可被構(gòu)造有多個層。
[0029]根據(jù)本公開的另一方面，一種制造探頭的方法，包括:通過順序地形成背襯層、壓電層和匹配層制造聲學(xué)模塊；在聲學(xué)模塊的上表面的兩個邊緣處分別形成被構(gòu)造為衰減通過聲學(xué)模塊產(chǎn)生的超聲波的多個衰減層；在衰減層的上表面上形成被構(gòu)造為使從壓電層向前傳輸?shù)某暡ň劢乖陬A(yù)定點(diǎn)的透鏡層。
[0030]形成衰減層的步驟可包括利用高衰減材料形成衰減層。
[0031]形成衰減層的步驟可包括形成利用低衰減材料形成每個層的多層結(jié)構(gòu)。
[0032]形成衰減層的步驟可包括在從探頭的橫向方向所看到的聲學(xué)模塊的左上表面的部分和聲學(xué)模塊的右上表面的部分分別形成衰減層。
[0033]形成衰減層的步驟可包括在聲學(xué)模塊的左上表面的最左上部和聲學(xué)模塊的右上表面的最右上部分別形成衰減層。
[0034]衰減層可包括硅材料
[0035]制造聲學(xué)模塊的步驟可包括:移除背襯層的部分，以及在坍塌表面上形成壓電層，其中，所述塌陷表面通過移除背襯層的部分而形成。
[0036]形成透鏡層的步驟可包括使透鏡層構(gòu)造有多個層。
【附圖說明】
[0037]通過參照附圖對特定示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，以上和/或其他方面將變得更加清楚，其中:
[0038]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的超聲成像設(shè)備的立體圖；
[0039]圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的超聲成像設(shè)備的框圖；
[0040]圖3是沿垂直方向截取的根據(jù)示例性實(shí)施例的換能器模塊的截面圖；
[0041]圖4是沿垂直方向截取的根據(jù)另一示例性實(shí)施例的換能器模塊的截面圖；
[0042]圖5是沿垂直方向截取的根據(jù)另一示例性實(shí)施例的換能器模塊的截面圖；
[0043]圖6示出了從根據(jù)示例性實(shí)施例的換能器模塊發(fā)送的超聲波的波束寬度的示例；
[0044]圖7是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的制造換能器模塊的方法的流程圖；
[0045]圖8是示出了根據(jù)另一示例性實(shí)施例的制造換能器模塊的方法的流程圖；
[0046]圖9是示出了根據(jù)另一示例性實(shí)施例的制造換能器模塊的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]參照附圖在下面更詳細(xì)地描述特定示例性實(shí)施例。
[0048]在下面的描述中，即使在不同的附圖中，仍將相同的附圖標(biāo)號用于相同的元件。提供描述中所限定的事項(xiàng)(例如，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和元件)來幫助全面地理解示例性實(shí)施例。因此，顯而易見的是，沒有那些具體限定的事項(xiàng)，也能夠?qū)嵤┦纠詫?shí)施例。此外，由于公知功能或結(jié)構(gòu)會以不必要的細(xì)節(jié)使示例性實(shí)施例模糊，因此不對其進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0049]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的超聲成像設(shè)備的立體圖，圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的超聲成像設(shè)備的框圖。
[0050]參照圖1，超聲成像設(shè)備10可包括探頭100和主體200。主體200可連接到探頭100，并且可以是包括顯示單元300和輸入單元400的工作站。
[0051 ] 在下文中，將描述探頭100。
[0052]探頭100可包括:換能器模塊110，安裝在外殼h中，并被構(gòu)造為將超聲波發(fā)送到對象ob、接收從對象ob反射的超聲回波以及將電信號轉(zhuǎn)換為超聲波或?qū)⒊暡ㄞD(zhuǎn)換成電信號；公連接器102，物理地與設(shè)置在主體200中的母連接器結(jié)合，并被構(gòu)造為從主體200接收信號或?qū)⑿盘柊l(fā)送到主體200 ;連接線101，被構(gòu)造為將公連接器102連接到換能器模塊 IlOo
[0053]這里，對象ob可以是人類的或動物的身體部分，或身體部分(例如血管、骨骼和肌肉)中的組織。然而，對象ob并不限于這些，可以是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠通過超聲成像設(shè)備10成像的任何事物。
[0054]診斷模式可包括:幅度模式(A-模式)、亮度模式(B-模式)、多普勒模式(D-模式)、彈性成像模式(E-模式)、運(yùn)動模式(M-模式)和對比脈沖序列模式(CPS-模式)，但是并不限于此。
[0055]超聲回波可以是從超聲波已經(jīng)發(fā)送到其的對象ob反射的超聲波，并可具有各種頻帶和能量水平，以根據(jù)診斷模式產(chǎn)生各種超聲圖像。
[0056]換能器模塊110可根據(jù)施加的交流電力產(chǎn)生超聲波。更具體地說，換能器模塊110可從外部電源或從內(nèi)部電力存儲單元(例如，電池)接收交流電力。換能器模塊110的振動器可根據(jù)交流電力振動來產(chǎn)生超聲波。
[0057]與換能器模塊110的中心形成直角的三個方向可被分別地定義為軸向方向A、橫向方向L和垂直方向E。更具體地說，將發(fā)送超聲波的方向定義為軸向方向A，將換能器模塊110對齊成列的方向定義為橫向方向L，并將與軸向方向A和橫向方向L垂直的剩余方向定義為垂直方向E。
[0058]