通过脉搏回声模拟的超声成像探针的“声学匹配层”的研究和建模

L. spicci [1]
[1] Esaote Spa,意大利佛罗伦萨
出版于2014

超声成像探针是特定的设备,需要对形成探针头(1,3)的一堆层的声学阻抗匹配设计非常详细的设计。这些通常由硅胶橡胶,特殊的环氧树脂,聚氨酯制成,当然还有压电材料。

在射线中测量的声阻抗必须类似于电路(2),从高阻抗电源(PZT Piezomaterial)到低阻抗载荷(生物学介质)。因此,在两者之间需要设计和表征的材料以声速,密度和声学阻抗为由。另一方面,当开发FEM时,探针头是在声学 /结构(压电)相互作用模块中建模的,但材料的堆栈应成为结构域的一部分,以从模型中获得最佳结果。

这要求将每种材料的声学特性翻译成弹性,例如年轻的模量和泊松比,因为它们不容易测量。可以在文献中找到这种转换的方程(4),但是需要进行更深入的研究和与测量的比较以实现功能齐全的FEM。

测量了所有匹配层材料的纵向和剪切速度,并计算其弹性特性。最后,通过与测量值进行比较,开发了脉冲回波等效的FEM。

最终结果是探针设计程序,该过程允许使用声学测量结果将层匹配到声学上的pizoelectric相互作用FEM,并将材料数据从声学到弹性进行中间转换。

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