超声波探头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及一种超声波探头，该超声波探头通过修改背衬层（backing layer)的形状改变聚焦区而具有提高的分辨率。
【背景技术】
[0002] 超声诊断设备从对象的表面朝向对象的目标区域发射超声信号并利用反射的超 声信号（即，超声回波信号）产生目标区域的图像（诸如，软组织断层图或血流图像）。与 其他图像诊断设备（诸如，X射线诊断设备、计算机断层（CT)扫描仪、磁共振成像（MRI)设 备以及核医学诊断设备）相比，由于超声诊断设备小且廉价、实时地显示图像并由于没有X 射线照射而提供高安全性等，因此超声诊断设备广泛地用于心脏诊断、腹腔诊断、泌尿诊断 及产科诊断。
[0003] 超声诊断设备包括超声波探头，超声波探头用于将超声信号发送到对象并接收由 该对象反射的超声回波信号，以获取对象的超声图像。
[0004] 超声波探头包括声学模块。就这一点而言，换能器可包括：压电层，用于在压电材 料振动的同时执行电信号和声信号之间的相互转换；匹配层，用于减小压电层和对象之间 的声阻抗的差，从而将由压电层产生的超声波有效地发送到对象；透镜层，用于使从压电层 向前传播的超声波聚焦于预定的点上；背衬层，用于阻挡从压电层向后传播的超声波的传 输，从而防止图像失真。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明的一方面在于提供一种超声波探头，该超声波探头具有通过根据背 衬层的改变的曲率而改变设置在背衬层上的压电层和匹配层的曲率调节的聚焦区。
[0006] 本发明的其它方面一部分将在下面的描述中进行阐述，一部分将通过该描述而明 显，或可通过本发明的实践而了解。
[0007] 根据本发明的一方面，一种超声波探头，所述超声波探头包括：匹配层，具有柔性； 压电层，设置在匹配层的底表面上并具有柔性；第一背衬层，设置在压电层的底表面上并具 有柔性；第二背衬层，设置在第一背衬层的底表面上并包括垂直于第一背衬层堆叠的多个 背衬材料层；第二背衬层调节单元，分别设置在第二背衬层的多个堆叠的背衬材料层的每 两个背衬材料层之间并改变背衬材料层之间的间隔。
[0008] 根据本发明的另一方面，一种超声波探头包括：匹配层，具有柔性；压电层，设置 在匹配层的底表面上并具有柔性；第一背衬层，设置在压电层的底表面上，包括平行于压电 层设置的顶壁以及垂直于压电层设置的阻挡壁，并且具有柔性；第二背衬层，设置在第一背 衬层的底表面上并包括垂直于第一背衬层堆叠的多个背衬材料层；第一背衬层调节单元， 设置在由第二背衬层的底表面和第一背衬层的阻挡壁限定的空间中，并改变第一背衬层的 的形状。
[0009] 在第二背衬层的多个背衬材料层之中，中间背衬材料层可固定到第一背衬层而不 水平运动或者可竖直运动，以调节背衬层的宽度。
[0010] 所述压电层可由陶瓷复合物形成，并且所述压电层包括按照矩阵阵列、线性阵列、 凸阵列、相位阵列或凹阵列布置的多层压电层。
[0011] 所述超声波探头可包括控制器，用于控制背衬层调节单元和压电层的操作，并且 所述控制器可调节超声波的聚焦区。
【附图说明】
[0012] 通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面将变得清 楚并更易于理解，其中：
[0013] 图1是示出根据本发明的实施例的包括超声波探头的超声诊断设备的透视图；
[0014]图2是示出根据本发明的实施例的安装在超声波探头中的声学模块的截面图；
[0015] 图3是示出根据本发明的实施例的换能器模块的二维矩阵阵列的透视图；
[0016] 图4是示出根据本发明的实施例的超声波探头的截面图，其中，第二背衬层的多 个背衬材料层中的中间背衬材料层固定到第一背衬层以防止中间背衬材料层水平运动；
[0017] 图5A是示出根据本发明的实施例在第二背衬层调节单元不竖直运动的情况下减 小超声波探头的第一背衬层的曲率的方法的概念图，其中，第二背衬层的中间背衬材料层 固定到第一背衬层；
[0018] 图5B是示出根据本发明的实施例在第二背衬层调节单元不竖直运动的情况下增 大超声波探头的第一背衬层的曲率的方法的概念图，其中，第二背衬层的中间背衬材料层 固定到第一背衬层；
[0019] 图6A是示出根据本发明的实施例通过第二背衬层调节单元的竖直运动减小超声 波探头的第一背衬层的曲率的方法的概念图，其中，第二背衬层的中间背衬材料层固定到 第一背衬层；
[0020] 图6B是示出根据本发明的实施例通过第二背衬层调节单元的竖直运动增大超声 波探头的第一背衬层的曲率的方法的概念图，其中，第二背衬层的中间背衬材料层固定到 第一背衬层；
[0021] 图7是示出根据本发明的实施例的超声波探头的截面图，其中，第二背衬层的多 个背衬材料层利用设置在背衬材料层的两侧处的固定单元而固定；
[0022] 图8A是示出根据本发明的实施例在第二背衬层调节单元不竖直运动的情况下减 小超声波探头的第一背衬层的曲率的方法的概念图，其中，固定单元固定第二背衬层的多 个背衬材料层；
[0023] 图8B是示出根据本发明的实施例在第二背衬层调节单元不竖直运动的情况下增 大超声波探头的第一背衬层的曲率的方法的概念图，其中，固定单元固定第二背衬层的多 个背衬材料层；
[0024] 图9A是示出根据本发明的实施例通过第二背衬层调节单元的竖直运动减小超声 波探头的第一背衬层的曲率的方法的概念图，其中，固定单元固定第二背衬层的多个背衬 材料层；
[0025] 图9B是示出根据本发明的实施例通过第二背衬层调节单元的竖直运动增大超声 波探头的第一背衬层的曲率的方法的概念图，其中，固定单元固定第二背衬层的多个背衬 材料层；
[0026] 图IOA是示出根据本发明的实施例在第一背衬层不竖直运动的情况下减小超声 波探头的第一背衬层的曲率的方法，其中，第一背衬层包括阻挡壁（barrierwall);
[0027] 图IOB是示出根据本发明的实施例在第一背衬层不竖直运动的情况下增大超声 波探头的第一背衬层的曲率的方法，其中，第一背衬层包括阻挡壁（barrierwall);
[0028] 图11是示出根据本发明的实施例的包括阻挡壁的第一背衬层的曲率、高度、水平 位移和竖直位移的概念图；
[0029] 图12是示出根据本发明的实施例的曲率的概念图；
[0030] 图13A是示出根据本发明的实施例在包括致动器的背衬层调节单元不竖直运动 的情况下减小背衬层的曲率的方法的概念图；
[0031] 图13B是示出根据本发明的实施例在包括致动器的背衬层调节单元不竖直运动 的情况下增大背衬层的曲率的方法的概念图；
[0032] 图14A是示出根据本发明的实施例在包括电机和丝杆的背衬层调节单元不竖直 运动的情况下减小背衬层的曲率的方法的概念图；
[0033] 图14B是示出根据本发明的实施例在包括电机和丝杆的背衬层调节单元不竖直 运动的情况下增大背衬层的曲率的方法的概念图；
[0034] 图15A是示出根据本发明的实施例在包括电机和凸轮的背衬层调节单元不竖直 运动的情况下减小背衬层的曲率的方法的概念图；
[0035] 图15B是示出根据本发明的实施例在包括电机和凸轮的背衬层调节单元不竖直 运动的情况下增大背衬层的曲率的方法的概念图；
[0036] 图16是示出根据本发明的实施例融合（merging)利用不同的聚焦区而获得的三 个超声图像的方法的概念图，所述不同的聚焦区是通过改变与三个分段区域相对应的背衬 层的曲率而调节的；
[0037] 图17是示出根据本发明的实施例融合超声波分别聚焦在不同区域上的三个超声 图像的方法的概念图；
[0038] 图18示出了根据本发明的实施例通过设置兴趣区域（ROI)和分段数（N_I)而融 合超声图像的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0039] 现在将详细介绍本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指 示相同的元件。
[0040] 此外，鉴于本发明的功能而限定的下面的术语可根据用户的意图或司法判例 (judicialprecedents)而改变。因此，每个术语的意思应根据说明书的全部公开内容来解 释。如果没有具体限定，那么该术语应如本领域普通技术人员通常所解释的那样解释。 [0041] 除非另外限定，否则虽然在附图中示出全部构成元件的单个整体构造，但是如果 对于本领域普通技术人员而言明显根据本发明的实施例和方面的全部构成元件的结合在 技术上不矛盾，则这些构成元件可彼此结合。
[0042] 下面，将参照附图描述根据本发明的实施例的超声波探头。
[0043] 参照图1，将描述包括超声波探头的超声诊断设备。
[0044] 图1示出了包括超声波探头的超声诊断设备1的外观。
[0045] 超声诊断设备1包括主体2、超声波探头10、输入单元8、子显示单元9b以及主显 示单元9a〇
[0046] 主体2可容纳超声诊断设备1的发送信号发生器。当检查员输入指令开始超声诊 断时，发送信号发生器可产生发送信号并将产生的发送信号发送至超声波探头10。
[0047] 可在主体2的一侧设置不止一个母连接器6。连接到电缆4的公连接器5可物理 连接到母连接器6。通过发送信号发生器产生的发送信号可通过结合到主体2的母连接器 6的公连接器5及电缆4而被发送到超声波探头10。
[0048] 同时，可在主体2的底部设置多个脚轮7,以提供超声诊断设备1的机动性。多个 脚轮7可将超声诊断设备1固定在特定位置，或者可允许超声诊断设备1沿着特定方向运 动。
[0049] 接触对象的身体的表面的超声波探头10可发送和接收超声波。具