一种多频超声换能器及具有其的超声成像系统、方法与流程

技术特征：
1.一种多频超声换能器，其特征在于，包括第一换能器组件和第二换能器组件，所述第二换能器组件的频率低于所述第一换能器组件的频率，每个所述第一换能器组件、每个所述第二换能器组件均包括层叠设置的背衬层、压电层和匹配层，所述第二换能器组件排列在所述第一换能器组件的两侧或周围；还包括一体式声透镜，所述一体式声透镜同时层叠在所述第一换能器组件的匹配层前侧和所述第二换能器组件的匹配层前侧；还包括柔性电路板，所述柔性电路板电性连接所述压电层；所述压电层包括地电极面和信号电极面，所述地电极面和信号电极面分别具有电极，且所述信号电极面的电极割开使所述压电层形成多个压电阵元。2.根据权利要求1所述的多频超声换能器，其特征在于，所述一体式声透镜具有超声聚焦特性，用于沿第一方向将所述第一换能器组件和所述第二换能器组件发出的不同频率的超声波聚焦于预设单体靶点或多个预设靶点。3.根据权利要求2所述的多频超声换能器，其特征在于，所述一体式声透镜的物理参数可变，具有不同的所述物理参数的所述一体式声透镜将所述第一换能器组件和所述第二换能器组件发出的不同频率的超声波聚焦在所述第一方向上的同一深度；或，具有不同的所述物理参数的所述一体式声透镜将所述第一换能器组件和所述第二换能器组件发出的不同频率的超声波聚焦在所述第一方向上的不同深度。4.根据权利要求1所述的多频超声换能器，其特征在于，所述第二换能器组件排列在所述第一换能器组件的左右两侧，所述第二换能器组件发出超声波沿所述第一方向聚焦；所述第二换能器组件发出的超声波通过所述一体式声透镜后形成的聚焦焦点在所述第一换能器组件的中心线上，或者，在所述第一换能器组件的超声波左右区域内。5.根据权利要求1所述的多频超声换能器，其特征在于，所述第二换能器组件排列在所述第一换能器组件的左右两侧，所述第二换能器组件和所述第一换能器组件均发出超声波沿所述第一方向聚焦；所述第二换能器组件发出的超声波和所述第一换能器组件发出的超声波通过所述一体式声透镜后形成的聚焦焦点在所述第一方向上重合，或，在所述第一换能器组件的中心线上的不同位置。6.根据权利要求1所述的多频超声换能器，其特征在于，所述柔性电路板覆盖所述压电层的整个表面；或，所述柔性电路板连接所述压电层的一侧或多侧；优选地，所述压电层两侧预留额外的连接区域，所述柔性电路板覆盖所述连接区域的表面。7.一种多频超声换能器的制作方法，用于制作权利要求1
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7任一项所述的多频超声换能器，其特征在于，所述多频超声换能器的制作包括：制作压电层，包括：在压电层的地电极面上溅射电极和在信号电极面上溅射电极；将所述压电层与柔性电路板电性连接，在所述压电层的所述地电极面的一侧叠加制作匹配层，所述信号电极面一侧叠加制作背衬层；将第二换能器组件在第一换能器组件的两边或四周排列固定，将一块一体式声透镜同时层叠在所述第一换能器组件的匹配层前侧和所述第二换能器组件的匹配层前侧，所述一
体式声透镜与所述第一换能器组件的匹配层和所述第二换能器组件的匹配层贴合固定。8.根据权利要求7所述的多频超声换能器的制作方法，其特征在于，所述“在压电层的地电极面上溅射电极”之前还包括：根据预设的所述压电层的阵元的数量和阵元的间距在所述地电极面上切割，在切割形成的切缝中填入声学去耦材料；所述“在信号电极面上溅射电极”之后还包括：按照所述地电极面的所述阵元之间的间隙切开所述信号电极面的电极。9.一种超声成像系统，其特征在于，包括权利要求1
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6中任一项所述的多频超声换能器，还包括控制单元，用于产生对所述第一换能器组件和所述第二换能器组件的沿第二方向的聚焦调节信号，使所述多频超声换能器能实现沿第二方向的焦点位置可变的聚焦；所述一体式声透镜实现对所述第一换能器组件和所述第二换能器组件的沿第一方向的聚焦；其中，所述第一方向与所述第二方向交叉或垂直。10.根据权利要求9所述的超声成像系统，其特征在于，所述控制单元调节所述多频换能器的激励系统的电子波束合成。11.一种如权利要求9或10所述的超声成像系统的成像方法，其特征在于，通过对所述第一换能器组件和所述第二换能器组件的焦点位置的控制，以及对所述第一换能器组件的频率和所述第二换能器组件的控制，实现至少一种以下成像模式：第一种成像模式：通过所述一体式声透镜的结构特性实现对所述第一换能器组件和所述第二换能器组件的沿第一方向的聚焦于一预设单体靶点，调节所述第一换能器组件和所述第二换能器组件的沿第二方向的焦点位置，使所述所述第一换能器组件和所述第二换能器组件的沿第二方向的焦点位置也为所述预设单体靶点，控制所述第一换能器组件的频率和所述第二换能器组件的频率，对所述单体靶点进行多频同步成像；第二种成像模式：通过所述一体式声透镜的结构特性以及所述控制所述第一换能器组件的频率和所述第二换能器组件的频率，使所述第一换能器组件和所述第二换能器组件聚焦于同一截面或不同截面上多个不同位置和深度的靶点，对各靶点进行同步成像。

技术总结
本发明提出了一种多频超声换能器及具有其的超声成像系统、方法，多频换能器包括第一换能器组件和第二换能器组件，第二换能器组件的频率低于第一换能器组件的频率，每个第一换能器组件、每个第二换能器组件均包括层叠设置的背衬层、压电层和匹配层，第二换能器组件排列在第一换能器组件的两侧或周围；还包括一体式声透镜，一体式声透镜同时层叠在第一换能器组件的匹配层前侧和第二换能器组件的匹配层前侧；还包括柔性电路板，柔性电路板电性连接压电层；压电层包括地电极面和信号电极面，地电极面和信号电极面分别具有电极，且信号电极面的电极割开使压电层形成多个压电阵元。面的电极割开使压电层形成多个压电阵元。面的电极割开使压电层形成多个压电阵元。


技术研发人员：邱维宝 伍伟昌 张志强 潘东文 郑海荣
受保护的技术使用者：深圳欢影医疗科技有限公司
技术研发日：2021.08.20
技术公布日：2021/11/14