[发明专利]诊断超声换能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种在诊断成像中使用的超声换能器。

背景技术

诊断超声成像的重要性已经得到广泛认识，且随着成像分辨率而提高， 并且可用的用途和特征的范围已经得到稳步增加。诊断超声成像曾经是仅 在具有最佳配备的医院中才能使用的昂贵奢侈品，而如今即使是在一些个 人医生诊所中也已经是一种普通且常规提供的程序。可能更重要的是，现 在有些超声成像系统是便携式的、且足够便宜，这使得即使是小诊所或是 对这种诊断工具预算较少的发展中国家也能够拥有。

超声图像的质量直接受到很多因素影响，尤其受到用于生成必要图案 的超声信号并接收其回波的换能器的特性的影响。因此，换能器的几乎每 个主要部件、其所采用的材料和制造方法总是在不断改进中。在过去大约 30年中，仅仅是大量改进中的一些包括较好的活性材料、三匹配层、较好 的切口填充、低衰减透镜材料、热处理和散热器以及挠性电线电路互接。

典型地，使换能器中的压电元件形成为阵列，并且可选择性地电激活 压电元件以产生预期的扫描图案。然后切换同一阵列来接收返回信号，该 返回信号随后转换成电信号，并使用已知方法处理所述电信号。然而，各 元件的独立且分开的控制要求以电线，或是在印刷电路板(PCB)或挠性(柔 性电路)电路板上的迹线形式的分开的导电线。

这一事实导致一些挑战和权衡，其涉及很多方面问题，例如串话、阻 抗、物理稳定性、热量、完整性和方便焊接、制造成本和复杂性、以及方 面使用等。例如，坚固的引线可以提供物理稳定性，但是它们也会使得换 能器电缆体积庞大和不灵活，这对操作者在病人身体上进行操作来说会显 得很笨重。然而，允许电缆轻便、柔软的精细的电线和迹线更容易断裂。 作为另一个例子，虽然某些换能器结构可能被特别设计成例如在支持层中 用某些材料制造，但是在结构和制造程序中可能很难在没有困难和增加成 本的情况下适合于新材料。

因此，在涉及超声成像的不同背景中已经提出了很多不同的换能器结 构和布线(包括单层、双层和多层柔性电路)和互接排列。例如，下列美 国专利描述了已提出的对在不同的诊断超声成像换能器背景中所涉及的许 多问题中的一些的解决办法：

US5,559,388(Lorraine等人的“High density interconnect for an ultrasonic phased array and method for making”)；

US5,722,137(Lorraine等人的“Method for making a high density interconnect for an ultrasonic phased array”)；

US5,567,657(Wojnarowski等人的“Fabrication and structures of two-sided molded circuit modules with flexible interconnect layers”)；

US5,617,865(Palczewaka等人的“Multi-dimensional ultrasonic array interconnect”)；

US5,920,972(Palczewaka等人的“Interconnection method for a multilayer transducer array”)；

US6,994,674(Sheljaskow等人的“Multi-dimensional transducer arrays and method of manufacture”)；

US5,703,400(Wojnarowski等人的“Fabrication and structures of two-sided molded circuit modules with flexible interconnect layers”)；

US5,923,115(Mohr，III等人的“Low mass in the acoustic path flexible circuit interconnect and method of manufacture thereof”)；