[发明专利]柔性超声面阵的制作方法、柔性超声面阵及超声成像方法

说明书

本发明提供一种柔性超声面阵的制作方法、柔性超声面阵及超声成像方法，该制作方法包括：在第一柔性电极基底的第一表面制作上电极，在第二柔性电极基底的第一表面制作下电极；利用导电粘结剂将a*b个超声阵元分别与上电极的第一超声阵元接触点及下电极的第二超声阵元接触点粘接；填充超声阵元之间的缝隙并加热固化；分别在第一柔性电极基底和第二柔性电极基底各自的第二表面制作石墨烯压阻阵列；石墨烯压阻阵列包括多个石墨烯压阻元件。本发明提供的柔性超声面阵的制作方法、柔性超声面阵及超声成像方法，通过石墨烯压阻阵列实时测量柔性超声阵列的形变，可以有效消除因柔性阵列形变导致的超声成像中的畸变。

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，尤其涉及一种柔性超声面阵的制作方法、柔性超声面阵及超声成像方法。

背景技术

超声成像被广泛应用于医疗、工业无损探伤等领域，具有无电离辐射、无需造影剂等优势。目前在该领域研究的热点为二维超声面阵，超声面阵的结构包括刚性和柔性两种，前者制造工艺成熟，但不易与人体体表紧密贴合，因而容易产生较大的接触声阻抗，因此使用条件和成像效果受到限制；后者的优点在于容易与体表紧密贴合，接触面声阻抗很小，但由于柔性超声阵列会随所贴敷的表面的不同形状而发生形变，阵列中各阵元的相对空间位置会发生变化，因此，如若不能准确测定各阵元的空间位置，则超声波的波束方向和聚焦位置，以及成像算法所输出的图像就会发生畸变。

与此同时，对于柔性超声面阵，目前尚无成熟的、标准化的制造工艺，现有的工艺大多较为复杂，如需要多层复合柔性电极的嵌套等。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种柔性超声面阵的制作方法、柔性超声面阵及超声成像方法。

本发明提供一种柔性超声面阵的制作方法，包括：在第一柔性电极基底的第一表面制作上电极，在第二柔性电极基底的第一表面制作下电极；其中，所述上电极包括位于a行b列的a*b个第一超声阵元接触点，所述下电极包括对应的a*b个第二超声阵元接触点；利用导电粘结剂将a*b个超声阵元分别与所述上电极的所述第一超声阵元接触点及所述下电极的所述第二超声阵元接触点粘接；填充所述超声阵元之间的缝隙，并加热固化；分别在所述第一柔性电极基底的第二表面以及所述第二柔性电极基底的第二表面制作石墨烯压阻阵列；其中，所述石墨烯压阻阵列包括多个石墨烯压阻元件。

根据本发明提供的一种柔性超声面阵的制作方法，所述石墨烯压阻元件包括高电阻部分和低电阻部分；其中，所述高电阻部分包括预设数量的第一电阻，所述预设数量的第一电阻平行排列，所述第一电阻对于长度方向的形变敏感；所述低电阻部分包括两个第二电阻，所述两个第二电阻分别连接在所述预设数量的第一电阻的两端，用于为所述预设数量的第一电阻提供与外电路的电连接，所述第二电阻对于任何方向的形变均不敏感。

根据本发明提供的一种柔性超声面阵的制作方法，所述石墨烯压阻阵列包括c*d个所述石墨烯压阻元件，各个所述石墨烯压阻元件均匀分布于c行d列，且相邻所述石墨烯压阻元件的敏感方向相互垂直。

根据本发明提供的一种柔性超声面阵的制作方法，所述分别在所述第一柔性电极基底的第二表面以及所述第二柔性电极基底的第二表面制作石墨烯压阻阵列，具体包括：利用激光直写法分别在所述第一柔性电极基底的第二表面以及所述第二柔性电极基底的第二表面制作石墨烯压阻阵列。

根据本发明提供的一种柔性超声面阵的制作方法，所述方法还包括：利用导电粘结剂将金属片和压电陶瓷片粘结形成所述超声阵元；

所述利用导电粘结剂将a*b个超声阵元分别与所述上电极的所述第一超声阵元接触点及所述下电极的所述第二超声阵元接触点粘接，具体包括：利用所述导电粘结剂将a*b个所述超声阵元的所述金属片与所述下电极的所述第二超声阵元接触点粘接，并将所述压电陶瓷片与所述上电极的所述第一超声阵元接触点粘结。