探头及其制造方法
【技术领域】
[0001]与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种发送和接收超声波的探头及其制造方法。
【背景技术】
[0002]超声成像设备将超声波从对象的表面发送到对象的目标区域，并接收从目标区域反射的超声回波，以便基于超声回波无创地获取关于对象软组织的切片图像或关于对象血管的图像。
[0003]与其他医学成像设备(诸如，X射线设备、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，超声成像设备具有紧凑、装置低廉价格以及能实时显示的优点。此外，由于对于患者没有被暴露于如X射线的辐射的危险，因此超声成像设备具有高安全性。因为这些优点，超声成像设备被广泛地用于诊断心脏、腹部和泌尿器官和子古绝口寸ο
[0004]为了获取对象的超声图像，超声成像设备包括探头，用于将超声波发送到对象并接收从对象反射的超声回波。
【发明内容】
[0005]—个或更多个示例性实施例提供了一种探头及制造探头的方法，所述探头可通过提供包括低衰减材料和高衰减材料中至少一个的层来在短距离区域中形成窄带宽。
[0006]本公开的另一方面在于提供一种探头及制造探头的方法，所述探头可物理地实现切祉法(apodizat1n)，以改善超声图像的图像质量。
[0007]本公开的另一方面将在随后的描述中部分地阐述，并将从描述中变的显而易见，或可通过示例性实施例的实施而理解。
[0008]根据不例性实施例的一方面，探头包括:声学模块，包括被构造为产生超声波的压电层、被构造为减小压电层和对象之间的声阻抗的差值的匹配层和被构造为吸收由压电层产生并从压电层向后传输的超声波的背衬层；多个衰减层，设置在声学模块的上表面的两个边缘，并被构造为衰减通过声学模块产生的超声波；透镜层，被设置为覆盖衰减层的上表面，并被构造为使从压电层向前传输的超声波聚焦在预定点。
[0009]衰减层可包括高衰减材料。
[0010]每个衰减层可具有多层结构，并包括低衰减材料。
[0011 ] 衰减层可被分别布置在沿探头的横向方向所看到的声学模块的左上表面的部分上和声学模块的右上表面的部分上。
[0012]衰减层可被分别布置在声学模块的左上表面的最左上部上和声学模块的右上表面的最右上部上。
[0013]衰减层可包括硅材料。
[0014]压电层可形成在背衬层的塌陷表面上。
[0015]透镜层可被构造有多个层。
[0016]压电层可形成在背衬层的上表面的全部或部分上。
[0017]根据本公开的另一方面，探头包括:声学模块，包括被构造为产生超声波的压电层、被构造为减小压电层和对象之间的声阻抗的差值的匹配层和被构造为吸收由压电层产生并从压电层向后传输的超声波的背衬层；衰减层，设置在声学模块的中央上表面，并包括低衰减材料；透镜层，被设置为覆盖衰减层的上表面，并被构造为使从压电层向前传输的超声波聚焦在预定点。
[0018]衰减层可设置在沿探头的横向方向所看到的声学模块的中央表面上。
[0019]衰减层可包括硅材料。
[0020]压电层可形成在背衬层的坍塌表面上。
[0021]衰减层可被构造有多个层，透镜层可被构造有多个层。
[0022]压电层可形成在背衬层的上表面的全部或部分上。
[0023]根据本公开的另一方面，探头包括:声学模块，包括被构造为产生超声波的压电层、被构造为减小压电层和对象之间的声阻抗的差值的匹配层和被构造为吸收由压电层产生并从压电层向后传输的超声波的背衬层；衰减层，设置在声学模块的上表面上，其中，衰减层的中央部具有与衰减层的两个边缘的超声波衰减不同的超声波衰减；透镜层，被设置为覆盖衰减层的上表面，并被构造为使从压电层向前传输的超声波聚焦在预定点。
[0024]衰减层的从探头的横向方向所看到的中央部包括低衰减材料，并在从探头的横向方向所看到的两个边缘包括高衰减材料。
[0025]衰减层可包括低衰减材料，从探头的横向方向所看到的衰减层的中央部可具有单层结构，以及从探头的横向方向所看到的衰减层的两个边缘可分别具有多层结构。
[0026]衰减层可包括硅材料。
[0027]压电层可形成在背衬层的塌陷表面上。
[0028]衰减层可被构造有多个层，以及透镜层可被构造有多个层。
[0029]根据本公开的另一方面，一种制造探头的方法，包括:通过顺序地形成背衬层、压电层和匹配层制造声学模块；在声学模块的上表面的两个边缘处分别形成被构造为衰减通过声学模块产生的超声波的多个衰减层；在衰减层的上表面上形成被构造为使从压电层向前传输的超声波聚焦在预定点的透镜层。
[0030]形成衰减层的步骤可包括利用高衰减材料形成衰减层。
[0031]形成衰减层的步骤可包括形成利用低衰减材料形成每个层的多层结构。
[0032]形成衰减层的步骤可包括在从探头的横向方向所看到的声学模块的左上表面的部分和声学模块的右上表面的部分分别形成衰减层。
[0033]形成衰减层的步骤可包括在声学模块的左上表面的最左上部和声学模块的右上表面的最右上部分别形成衰减层。
[0034]衰减层可包括硅材料
[0035]制造声学模块的步骤可包括:移除背衬层的部分，以及在坍塌表面上形成压电层，其中，所述塌陷表面通过移除背衬层的部分而形成。
[0036]形成透镜层的步骤可包括使透镜层构造有多个层。
【附图说明】
[0037]通过参照附图对特定示例性实施例进行的描述，以上和/或其他方面将变得更加清楚，其中:
[0038]图1是根据示例性实施例的超声成像设备的立体图；
[0039]图2是根据示例性实施例的超声成像设备的框图；
[0040]图3是沿垂直方向截取的根据示例性实施例的换能器模块的截面图；
[0041]图4是沿垂直方向截取的根据另一示例性实施例的换能器模块的截面图；
[0042]图5是沿垂直方向截取的根据另一示例性实施例的换能器模块的截面图；
[0043]图6示出了从根据示例性实施例的换能器模块发送的超声波的波束宽度的示例；
[0044]图7是示出了根据示例性实施例的制造换能器模块的方法的流程图；
[0045]图8是示出了根据另一示例性实施例的制造换能器模块的方法的流程图；
[0046]图9是示出了根据另一示例性实施例的制造换能器模块的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0047]参照附图在下面更详细地描述特定示例性实施例。
[0048]在下面的描述中，即使在不同的附图中，仍将相同的附图标号用于相同的元件。提供描述中所限定的事项(例如，详细的结构和元件)来帮助全面地理解示例性实施例。因此，显而易见的是，没有那些具体限定的事项，也能够实施示例性实施例。此外，由于公知功能或结构会以不必要的细节使示例性实施例模糊，因此不对其进行详细描述。
[0049]图1是根据示例性实施例的超声成像设备的立体图，图2是根据示例性实施例的超声成像设备的框图。
[0050]参照图1，超声成像设备10可包括探头100和主体200。主体200可连接到探头100，并且可以是包括显示单元300和输入单元400的工作站。
[0051 ] 在下文中，将描述探头100。
[0052]探头100可包括:换能器模块110，安装在外壳h中，并被构造为将超声波发送到对象ob、接收从对象ob反射的超声回波以及将电信号转换为超声波或将超声波转换成电信号；公连接器102，物理地与设置在主体200中的母连接器结合，并被构造为从主体200接收信号或将信号发送到主体200 ;连接线101，被构造为将公连接器102连接到换能器模块 IlOo
[0053]这里，对象ob可以是人类的或动物的身体部分，或身体部分(例如血管、骨骼和肌肉)中的组织。然而，对象ob并不限于这些，可以是其内部结构能够通过超声成像设备10成像的任何事物。
[0054]诊断模式可包括:幅度模式(A-模式)、亮度模式(B-模式)、多普勒模式(D-模式)、弹性成像模式(E-模式)、运动模式(M-模式)和对比脉冲序列模式(CPS-模式)，但是并不限于此。
[0055]超声回波可以是从超声波已经发送到其的对象ob反射的超声波，并可具有各种频带和能量水平，以根据诊断模式产生各种超声图像。
[0056]换能器模块110可根据施加的交流电力产生超声波。更具体地说，换能器模块110可从外部电源或从内部电力存储单元(例如，电池)接收交流电力。换能器模块110的振动器可根据交流电力振动来产生超声波。
[0057]与换能器模块110的中心形成直角的三个方向可被分别地定义为轴向方向A、横向方向L和垂直方向E。更具体地说，将发送超声波的方向定义为轴向方向A，将换能器模块110对齐成列的方向定义为横向方向L，并将与轴向方向A和横向方向L垂直的剩余方向定义为垂直方向E。
[0058]