基于双子元素结构的小动物成像20 MHz线性阵列传感器的开发

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 声学成像 声学成像
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 高频阵列传感器在透深度上面临限制,原因是传输能量较弱.
• 这些传感器中的过宽光圈会导致显著的侧叶效应,降低图像质量.

研究的目的:

• 为高频阵列传感器提出设计策略,以提高透深度并抑制侧叶效应.
• 使用有限元建模优化传感器结构参数,以改善声能传输.

主要方法:

• 利用有限元建模 (FEM) 来分析子元 kerf 对传感器性能的影响.
• 根据优化参数设计和制造了一种128元,20MHz线性阵列传感器.
• 进行了带宽,分辨率和成像深度的实验评估.

主要成果:

• 实现了48%的-6dB带宽和分别优于250微米和100微米的侧向/轴向分辨率.
• 展示了超过5厘米的成像深度,超越了传统的限制.
• 在小型动物中成功执行实时高频超声波成像,包括心脏和血管成像.

结论:

• 拟议的双子元件设计策略有效地提高了高频线性阵列传感器的性能.
• 这种方法为改善声能传输和成像能力提供了一条可行的途径.
• 开发的传感器显示了先进的小动物成像应用的巨大潜力.