具有多个声路的探头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实施例涉及一种具有多个声路的探头。更具体而言，涉及一种具有多个声路的 探头，压电元件在超声波生成的方向和垂直方向上未物理分离的状态下，仅仅通过匹配层 的结构使该探头在超声波生成的方向和垂直方向上具有至少两个部分以上的不同的多个 声路。
【背景技术】
[0002] 需要说明的是，以下记载的内容仅仅提供与本实施例相关的背景信息，并非构成 现有技术。
[0003] 通常情况下，对于具有高频率（High Frequency)的换能器（Transducer)而言，通 过相对减小压电元件在超声波信号生成的方向和垂直（Elevation)方向的尺寸，可以缩短 焦点深度（Focal Depth)，但是减小超声波信号生成方向和垂直方向的尺寸的程度是有限 的，因此不能使焦点深度缩短至一定程度以下。
[0004] 即，当需要一定程度以下短距离的焦点深度时，通过使用沿着超声波信号生成 方向和垂直方向形成Multi-raw等的方法可以提高近场（Near Field)光束分布（Beam Profile)，但是随着通道（Channel)数量的增加，探头（Probe)和超声波诊断装置的结构及 其制造方法等也将随之复杂化。另外，虽然可以通过在换能器内部将包括匹配层（Matching Layer)在内的元件制成机械上具有凹面（Concave)的形状从而解决问题，但是由于超声波 信号生成方向和垂直方向的尺寸比较小，从而不容易制造。
【发明内容】
[0005] (一）要解决的技术问题
[0006] 本实施例的主要目的在于，提供一种具有多个声路的探头，压电元件在超声波生 成的方向和垂直方向上未物理分离的状态下，仅仅通过匹配层的结构使该探头在超声波生 成的方向和垂直方向上具有至少两个部分以上不同的多个声路。
[0007] (二）技术方案
[0008] 根据本实施例的一个方面，提供一种探头，其特征在于，包括：外壳（Housing);粘 贴于所述外壳内部、通过压电效应（Piezoelectric Effect)生成超声波（Ultrasound)信 号的压电元件（Piezoelectric Material);具有用于逐渐减少所述压电元件与被检体之 间的声阻抗（Acoustic Impedance)差值的多层的匹配层；聚焦（Focusing)所述超声波信 号于所述被检体所处的位置并接收所述被检体反射的超声波回波信号的探头透镜（Lens); 以及用于将所述超声波回波信号向主体传送的电缆，其中，所述匹配层通过所述多形成层 具有多个声路（Acoustic Path)的结构。
[0009] (三）有益效果
[0010] 如上所述，根据本实施例，压电元件在超声波生成的方向和垂直方向上未物理分 离的状态下，仅仅通过匹配层的结构使探头在超声波生成的方向和垂直方向上具有至少两 个部分不同的多个声路，因此，沿着超声波生成方向和垂直方向上，位于边缘（Edge)部分 的传播（Propagation)速度快于中心处的速度，从而使其具有能够聚集近距离的被检体的 结构。即，在通过现有技术不能聚集的结构的情况下，未物理分离压电元件的状态下，能够 聚集位于近距离的被检体，具有有益效果。
【附图说明】
[0011] 图1是示出具有本实施例的探头的超声波诊断装置的主视图。
[0012] 图2是示出本实施例的探头的立体图。
[0013] 图3是概略地示出本实施例的探头内部结构的局部切开的立体图。
[0014] 图4是示出本实施例的探头的剖视图。
[0015] 图5是概略地示出本实施例的匹配层内部结构的剖视图。
[0016] 图6是利用本实施例的探头聚集位于近距离的被检体的结果的示意图。
【具体实施方式】
[0017] 以下，参照附图对本实施例进行详细说明。
[0018] 图1是示出具有本实施例的探头的超声波诊断装置的主视图。
[0019] 本实施例的超声波诊断装置100包括探头110、主体120、电缆130、连接器140、显 示器单元150及用户输入单元160。本实施例记载的超声波诊断装置100虽然只包括探头 110、主体120、电缆130、连接器140、显示器单元150及用户输入单元160,这只是为了举例 说明本实施例的技术思想，只要是本实施例所属技术领域具有常规知识的技术人员，就能 够在不超出本实施例的基本特性的范围内，对超声波诊断装置100包括的构件进行各种修 改及变形并应用。
[0020] 所述超声波诊断装置100包括用于向被检体（对象体）发射超声波信号并接收被 检体的超声波回波（Echo)信号的探头110、用户输入单元160及安装有显示器单元150等 装置的、用于生成被检体的图像的主体120。即，超声波诊断装置100通过用户输入单元160 接收用户的操作或者输入命令（Instruction)，通过探头110的操作，向被检体发射超声波 信号并接收从该被检体反射的超声波回波信号并形成接收信号，通过主体120基于形成的 接收信号形成图像（例如，B-模式或者C-模式），通过显示器单元150输出形成的图像。
[0021] 通过与主体120 -体连接的电缆130或者连接器140,探头110与主体120连接。 即，探头110是与被检体的诊断部位直接接触的部分。所述探头110执行向被检体发射超 声波信号并接收被检体反射的超声波回波信号并形成接收信号的操作。即，探头Iio通过 执行向被检体发射超声波信号并接收被检体反射的超声波回波信号并形成接收信号的操 作，获得B-模式图像（或者C-模式图像）。此外，探头110基于从主体120接收的控制信 号，向被检体发送超声波信号并接收被检体反射的超声波回波信号形成接收信号。此外，探 头110基于从主体120接收的控制信号，将超声波信号以脉冲重复频率（Pulse Repetition Frequency ;PRF)方式向关心区域内发送和接收从而形成接收信号。此处，接收信号包括多 普勒信号及杂波信号（Clutter Signal)。多普勒信号作为超声波基于血流反射的信号，具 有频率较高，但强度（Intensity)相对比较弱。杂波信号具有频率比较低，但强度相对比较 尚。
[0022] 另外，探头110可以包括用于执行发送和接收超声波信号操作的、用于执行超声 波的发送集束及接收集束操作的波束形成器（未图示）。此处，探头110包括多个一维 (Dimension)或者二维阵列式换能器（Array Transducer)。通过适度地延迟输入各换能器 的脉冲的输入时间，探头110将集束的超声波光束（Beam)沿着发送扫描线（Scanline)向 被检体发送。另外，被检体反射的超声波回波信号具有不同接收时间并输入到各换能器，各 换能器将输入的超声波回波信号向波束形成器输出。在探头发送超声波信号时，波束形成 器调节探头内的各换能器的驱动时间从而向特定位置集束超声波信号，考虑到被检体反射 的超声波回波信号到达探头的各换能器的时间各不相同，对探头的各超声波回波信号施加 以时间延迟，从而集束超声波回波信号。
[0023] 主体120基于探头110接收的超声波回波信号形成的接收信号，形成B-模式图像 或者C-模式图像，并将通过具备B-模式图像或者C-模式图像的显示器单元150输出。即， 主体120 -般基于接收信号，形成B-模式图像，并通过具备B-模式图像的显示器单元150 输出。
[0024] 用户输入单元160接收用户的操作或者输入命令。此处，用户命令可以是用于控 制超声波诊断装置100而预设的命令。
[0025] 图2是示出本实施例的探头的立体图。
[0026] 本实施例的探头110包括外壳210、探头透镜220及电缆130。
[0027] 外壳210是盖住探头110内部模块的部件，形成探头110的本体。所述外壳210 可包括超声波信号的发射、超声波回波信号的接收及转换接收的超声波回波信号的换能器 410。此处，外壳210的内部可包括通过判断超声波诊断装置100输入的电压的有无可生成 超声波信号的换能器410。
[0028] 探头透镜220与超声波信号的发射、超声波回波信号的接收及被检体的皮肤等诊 断部位接触。此外，探头透镜220可聚焦超声波信号于被检体所在的位置，并接收被检体反 射的超声波回波信号。电缆130连接超声波诊断装置100的主体120和外壳210。而且，电 缆130向主体传送超声波回波信号。
[0029] 图3是概略地示出本实施例的探头内部结构的局部切开的立体图，图4是示出本 实施例的探头的剖视图。
[0030] 本实施例的探头110包括压电元件（Piezoelectric Material)310、匹配层320及 為层330。
[0031] 压电元件310粘贴于外壳210内部，通过压电效应（Piezoelectric Effect) 引起的周期性震动生成超声波。此时，压电元件310将生成的超声波信号转变为电信号 (Electric Signal)。此外，沿着超声波生成方向和垂直（Elevation)方向上，压电元件310 没有被物理分离。
[0032] 匹配层320具有多层510、520及530以逐渐减小压电元件310与被检体之间的声 阻抗（Acoustic Impedance)差值。此时，匹配层320将基于压电元件310生成的电信号转 变为声音信号。此处，声阻抗作为物质的固有特性是指物质的密度和速度的乘积。
[0033] 本实施例的匹配层320具有基于多层510、520及530的多个声路（Acoustic Path)的结构。此时，包括在匹配层320的多层510、520及530中，高声阻抗层被布置在与 压电元件310临近一侧。此外，匹配层320被布置为，使多层510、520及530沿着超声波电 信号生成的方向和垂直方向上具有至少两个部分以上不同的声路。
[0034] 本实施例的匹配层320基于声