超聲波探頭的成像原理是怎樣的？

發(fā)布日期：2024-03-11 作者：新威電子科技點(diǎn)擊：

超聲波探頭是超聲成像系統(tǒng)中的重要組成部分，其作用是發(fā)射和接收超聲波信號。超聲波成像原理是基于聲學(xué)的干涉和反射原理。

超聲波探頭工作時，先由超聲發(fā)射晶片發(fā)出超聲波脈沖信號。超聲波脈沖經(jīng)過介質(zhì)傳播，當(dāng)遇到不同介質(zhì)邊界時，一部分超聲波被反射回來，被探頭的接收晶片接收。探頭中的接收晶片將接收到的超聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸給超聲設(shè)備，通過超聲設(shè)備對信號進(jìn)行處理和計(jì)算，之后生成人體內(nèi)部組織的圖像。

超聲波成像的基本原理是超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)密度有關(guān)，不同組織的密度差異可以導(dǎo)致超聲波在不同組織之間的反射和傳遞。在超聲波成像中，聲波的頻率通常在1-20MHz之間，高頻的聲波能夠提供更高的分辨率，但穿透能力較低；低頻的聲波穿透能力較高，但分辨率則較低。

超聲波成像的過程可以分為發(fā)射、傳播和接收三個階段。在發(fā)射階段，超聲波發(fā)射晶片中的激發(fā)電極會產(chǎn)生電信號，激發(fā)壓電晶體振動，從而產(chǎn)生超聲波脈沖，發(fā)出的超聲波脈沖經(jīng)過透鏡系統(tǒng)進(jìn)行集束和聚焦。在傳播階段，超聲波脈沖通過人體組織傳播，在遇到邊界面時，一部分聲能會被反射回來。在接收階段，探頭的接收晶片接收到反射回來的聲波，并將其轉(zhuǎn)換為電信號。接收晶片中的激發(fā)電極會產(chǎn)生電信號，激發(fā)壓電晶體振動，將聲能轉(zhuǎn)換為電能。

超聲波探頭通常是由多個發(fā)射和接收元件組成的陣列，可以同時發(fā)射多個超聲波脈沖，接收到的信號也會同時經(jīng)過多個接收晶片進(jìn)行接收。通過控制探頭中的發(fā)射和接收元件的激活時間和位置，超聲設(shè)備可以根據(jù)接收到的信號數(shù)據(jù)計(jì)算出人體內(nèi)部組織的相關(guān)信息，如反射強(qiáng)度、聲速等，生成超聲圖像。