Topmetal像素传感芯片在超声成像中的应用研究

发布时间：2017-08-08 15:31

  本文关键词：Topmetal像素传感芯片在超声成像中的应用研究

  更多相关文章： 超声成像 分辨率 超声接收器 Topmetal PVDF

【摘要】：超声成像是一门结合众多高新技术的边缘学科。超声成像系统具有显示直观、成本低廉、无创、无痛、方便有效等特点。因此,超声成像系统被广泛应用在医学、探测等领域。就超声成像而言,超声成像系统的分辨率越高,显示的结构就越精细,医学诊断和探测的效率就越高。传统的超声成像系统分辨率较低,成像质量较差,制约了超声成像系统的发展。因此,探索研究具有高空间分辨率的超声成像系统是一项非常重要和具有挑战性的工作。PVDF压电膜具有压电效应,当接收到超声波时,可以将声信号转化为电信号。本实验室自主研发的Topmetal像素传感芯片能收集空间电荷,且具有高空间分辨率、高集成度、小体积、快速响应和低噪声等优点。本文的主要研究目的就是利用PVDF压电膜和Topmetal像素传感芯片探索一新型超声波二维接收器,为高分辨率的超声成像奠定基础。论文的主要研究工作体现在以下两个方面：一、设计制作了基于Topmetal的超声波接收器,并通过钢针实验观测到反映钢针影像的电荷感应信号,首次发现Topmetal像素传感芯片具备电荷感应能力。二、搭建测试分析平台,对基于Topmetal的超声波接收器的噪声、信号和响应线性度等特性进行了测试分析。结果表明,系统噪声是(1.28±0.06)mV,且接收信号与超声强度成线性关系。这些结果对扩大Topmetal传感器的应用范围有积极的促进作用。
【关键词】：超声成像 分辨率 超声接收器 Topmetal PVDF
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN409;TB559
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 论文主要研究内容及结构安排11-13
• 第二章 超声成像的概述及发展13-16
• 2.1 超声成像的简介13-14
• 2.2 超声成像的发展14-16
• 第三章 Topmetal像素传感器简介16-20
• 3.1 Topmetal的结构16-18
• 3.2 Topmetal工作原理18-20
• 第四章 基于Topmetal的超声接收器设计20-28
• 4.1 超声接收器的工作原理20-26
• 4.1.1 压电效应20-21
• 4.1.2 PVDF压电膜21-22
• 4.1.3 感应信号产生机理22-23
• 4.1.4 感应信号的观测23-26
• 4.2 超声接收器的设计26-28
• 第五章 基于Topmetal的超声接收器特性分析28-41
• 5.1 测试分析平台介绍28-31
• 5.1.1 超声波发射源28-29
• 5.1.2 测试槽29
• 5.1.3 数据读出系统29-31
• 5.2 超声接收器的噪声31-33
• 5.2.1 噪声测试方法31
• 5.2.2 噪声测试结果31-33
• 5.3 超声接收器的信号特征33-37
• 5.3.1 信号测试方法33-34
• 5.3.2 信号测试结果34-37
• 5.4 超声接收器的响应线性度37-41
• 5.4.1 响应线性度的测试方法38-39
• 5.4.2 响应线性度的测试结果39-41
• 第六章 总结与展望41-43
• 6.1 总结41
• 6.2 展望41-43
• 参考文献43-46
• 致谢46-47

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2 李洪林;李静;朱利;郝玉芝;周纯武;陈宇;黄苏里;牛丽娟;王勇;;乳腺超声成像与钼靶X线摄影的比较与联合应用[A];中华医学会超声医学新进展学术会议论文汇编[C];2004年

3 赵惠t$;钱超文;边晔萍;;全景超声成像在浅表软组织及小器官中的应用初探[A];中华医学会第六次全国超声医学学术年会论文汇编[C];2001年

4 周玉禄;程建政;张德俊;;信号冗余用于超声成像的相位校正[A];第九届全国超声医学学术会议论文汇编[C];2006年

5 周盛;王晓春;计建军;杨军;王延群;;医学高频超声成像中编码技术的研究[A];天津市生物医学工程学会第三十二届学术年会论文集[C];2012年

6 彭虎;Lu Jian yu;;超声成像新模型及其系统实现[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集（上册）[C];2007年

7 慕雪;李鸿燕;;二维及四维超声成像在探测胎儿嘴唇中的对比应用价值[A];中国超声医学工程学会第十一届全国超声医学学术大会论文汇编[C];2012年

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本文编号：640723