Новый тип ультразвуковых датчиков XDclear от GE

Компания GE Healthcare является одним из мировых лидеров по разработке аппаратного и программного обеспечения медицинского оборудования, которое позволяет уменьшить стоимость диагностических и терапевтических процедур, увеличить доступность и  повысить качество медицинской помощи.

Один из давних партеров GE Healthcare является компания CIVCO, производитель расходных материалов для УЗИ исследований (защитные чехлы, презервативы для УЗИ, защитные покрытия для разных типов датчиков), приспособлений для проведения малоинвазивных вмешательств под контролем ультразвука (биопсийные насадки, наборы для биопсии, направляющие для бипосийных игл), в том числе на ультразвуковые датчики созданные по новой технологии.

В 2008 году компания GE выступила пионером в создании ультразвуковой системы с новой архитектурой на базе инновационных технологий, что привело к поднятию УЗ визуализации на качественно новый уровень.

В 2013 году компания GE представила на новое поколение ультразвуковых датчиков. Ультразвуковые датчики XDclear позволяют получать мощные и чистые колебания в более широком спектре, чем датчики GE собранные по старым технологиям. И как результат - более глубокое проникновение, более высокое разрешение и чувствительность ультразвуковой визуализации при всех типах клинических исследований.

Конструкция нового ультразвукового датчика и использование современных материалов позволило преодолеть ряд технических проблем, которые ограничивали развитие ультразвуковой визуализации. Были решены технические сложности с генерацией высококачественного импульса, оптимизировано взаимодействие между электронными компонентами системы и ультразвуковым датчиком, улучшен алгоритм преобразования электрического импульса в акустический, а также прием отраженного сигнала и его обработка и многое другое

Ультразвуковые датчики XDclear стали мощным дополнением к ультразвуковым аппаратам LOGIQ компании GE, созданных на платформе Agile Acoustic Architecture, и ультразвуковым аппаратам Vivid, созданных на основе платформы Accelerated Volume Architecture.

Инновационная архитектура УЗИ аппаратов GE и датчиков XDclear - нове качество визуализации.

Ультразвуковые датчики XDclear – это эксклюзивная комбинация современных материалов и инновационного дизайна. Качество акустического сигнала сохраняется благодаря инновационным согласующимся слоям в соединении с охлаждающим стеком, что помогает оптимизировать переход энергии из одного типа в другой.

Также конструкция нового датчика включает в себя усовершенствованный пьезокристаллический материал  с монокристаллической структурой, который генерирует высококачественный акустический сигнал.

Таким образом основой технологии XDclear являются – акустические согласующие слои (Acoustic Amplifier), монокристаличность пьезоэлементов (Single Crystal) и совершенная система охлаждения (Cool Stack).

Монокристаличность (Single Crystal)

Рабочие характеристики ультразвукового датчика напрямую зависят от качества и производительности пьезоэлектрического материала. В ультразвуковых датчиках традиционно использовались поликристалический керамический материал, такой как ЦТС (цирконат-титанат свинца). Монокристалический НСМ-ЦТ (ниобат свинца – магния/цирконат титана) и ЦТС-СТ (цирконат ниобат свинца/ свинец титана) является новым, более эффективным пьезоэлектрическим материалом, который в буквальном смысле «выращивают» одним кристаллом.

Сам процесс производства похож производство полупроводников в электронной промышленности. Использование монокристаличной технологии долгое время ограничивало малый размер апертуры и низкая частота УЗИ датчиков, но новые технологий дали зеленый свет монокристаллам в мир медицинского ультразвука.

Согласующие слои

На сегодняшний день в качестве согласующих слоев ультразвуковых датчика  используют  сложносоставные прокладки с соответствующим механическим сопротивлением и служащих опорой для крепления пьезоэлементов. Несовершенство данных структуры играют большую роль в генерации и приеме акустического сигнала. Они являются источником артефактов и потери энергии и в большинстве случаев служат причиной ограничения возможностей ультразвуковой визуализации.

Патентованные согласующие слои GE (Acoustic Amplifier) находятся между главным элементами датчика и механическими частями, обеспечивая полную изоляцию акустических  элементов от механических структур.

Кроме этого, конструкция согласующих слоев Acoustic Amplifier расширяет эффективную широту излучения, уменьшая шум и теплоотдачу, поскольку энергия, которая шла в «пустую», теперь используется.

Сборка согласующих слоев Acoustic Amplifier ультразвуковых датчиков GE требует субмикронной точности, которую возможно достичь только в сборочных цехах компании.

Холодный стек (Cool Stack).

В ультразвуковых датчиках используются пьезоэлементы, которые генерируют, улавливают отраженные волны и преобразуют их в электрический импульс. При этих процессах происходит генерация тепла, которые часто уменьшают качество визуализации. Технология Cool Stack, которая используется в датчиках XDclear, помогает нивелировать этот эффект.

При новой технологии используется вкрапления специального материала с высоким коэффициентом теплопоглощения.  Холодный стек (Cool Stack) является интегрированным компонентом системы теплообмена, располагается позади акустического стека, и эффективно рассеивает тепло, которое генерируется в процессе работы. Это помогает оптимизировать процессы управления сигналами и как результат – увеличение проникающей способности и диагностической возможности при разных режимах УЗИ.

XDclear – глубокое проникновение и высокое разрешение

Одной из главных технических характеристик ультразвукового датчика является ширина излучения, то есть спектр частот, который может излучить и принять датчик. Увеличение ширины излучения позволят увеличить спектр излучаемых и принимаемых сигналов. Это в свою очередь позволяет добиваться более глубокого проникновения, высокой чувствительности и разрешения, увеличить качество гармонической визуализации и даже охватить весь спектр частот, для которых необходимы были разные датчики. 

Ультразвуковые датчики XDclear с монокристаличной технологией увеличивает ширину излучения, достигая - 6 dB относительной ширины полосы частот, что превышает 100%,  по сравнению с 70-80% ультразвуковых датчиков GE сделанных по традиционной технологии. 

Как результат ультразвуковые датчики XDclear компании GE – новый уровень проникновения, разрешения и чувствительности в ультразвуковой визуализации.

По презентационным материалам компании CIVCO и GE Healthcare.  

 
© 2011 civco.com.ua
Контактная информация