超声换能器

超声换能器，也称为超声头或换能器，是超声设备的一部分，可在被检患者和信号处理器单元之间建立联系。 超声换能器发送和接收超声波，将其转换为电脉冲并转发进行处理。

超声波是由嵌入换能器中的特殊晶体利用（逆）压电效应产生的。 高频交流电压激发晶体振动，从而引起压力波动，从而产生超声波。 相反，超声波撞击晶体会产生电压（直接压电效应），最终由超声波设备显示为像素。

根据它们的结构，不同的探头类型之间存在区别：扇形探头、凸探头和线性探头。 它们的应用领域根据其不同的特性（例如耦合表面）而有所不同。

扇形探头有机电和电子版本。 它们的共同点是耦合面小。 在以前常见的机械扇形扫描仪中，一些压电晶体绕轴旋转或振荡，从而构建扫描区域的三角形图像，角度为 60° 至 120°。 机械扇形换能器的进一步发展是环形相控阵辐射器，其中压电元件排列成环状，从而使发射的声束能够聚焦。

今天的扇形声头不再借助晶体的机械旋转来生成图像，而是通过对各个元件进行有针对性的电子控制来构建扇形图像（相控阵应用器）。

这种构造产生了扇形音头的典型特性：主要优点是耦合面积小。 这使得检查难以通过超声检查的区域成为可能，例如新生儿的心脏区域或颅骨内部。 一个明显的缺点是换能器附近区域的图像分辨率较差，这与失真有关。 失真（“发散”）也可能发生在远离换能器的地方。

顾名思义，压电元件在这种类型的探头中串联排列。 这需要平行的声音传播，从而产生矩形图像。 线性声波头的明显优势是即使靠近声波头的结构也具有良好的分辨率，这使其成为检查浅表结构的理想仪器，例如甲状腺、皮肤及其附件，以及关节（骨科） ). 主要缺点是联轴器需要较大的面积，这使得在空间有限时操作困难。 只能在有限的范围内检查骨骼保护区。

凸面探头结合了线性探头和扇形探头的一些特性。 与线性扫描仪一样，传输元件排列成一排。 然而，在这种情况下，耦合表面是凸出弯曲的。 与扇形扫描仪相比，这导致与线性扫描头相比接触面减少，近场分辨率更好的优势。 这使得这种探头适用于普查检查，它主要用于胃区（腹部）。 然而，它代表了各方面的妥协，因为它的分辨率达不到线性换能器的分辨率，并且在近距离和远距离范围内都会出现失真。 一种出路是虚拟凸面换能器。 这是一种线性换能器，其压电元件根据相控阵扫描仪的原理进行电子控制，因此可以创建与凸面换能器相当的图像部分。

• TEE probe = swallow echo: 探头是内窥镜的形式（无光学），插入食管从后面观察心脏，绕过声音无法穿透的肋骨和肺等，以达到良好的效果耳廓的代表。
• 插入阴道的阴道探头杆式换能器。（侧额横截面）
• 直肠探头 直肠插入以检查前列腺或直肠的杆式换能器。（径向和横向正面剖视图）
• IVUS = 血管内超声细探头，直接插入血管以从内部检查血管。 （360° 径向截面图像；仅 2D 图像）。 高分辨率允许对血管壁进行精确分析。
• ICE = 心内超声心动图超声导管，直接放入心腔，从那里允许使用最高分辨率的图像。 （横向扇形分裂图像、二维图像；彩色多普勒、PW 多普勒和 CW 多普勒）
• 可通过内窥镜放置的探针