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价格优势 MEMS超声波换能器将掀医疗影像变革热潮


  来源: 麦姆斯咨询 时间:2019-11-05 编辑:仪商WXF
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MEMS超声波换能器极具替代块体型压电晶体超声波换能器的潜力,原因之一是硅片的价格比压电晶体便宜,因此基于硅芯片的换能器比压电晶体换能器更具价格优势;第二是因为压电晶体换能器对制造工艺的要求更高,批量生产的难度更高。


超声波技术的应用

超声波技术厂商寻求压电晶体换能器的替代品,MEMS技术迎来机遇

据麦姆斯咨询介绍,传统超声波换能器是利用块体型压电晶体产生超声波,尽管压电效应已被证实对传输超声波有效,但受生产成本和尺寸的限制,压电晶体技术存在局限性。基于硅芯片的换能器,或称为MEMS超声波换能器(MUT),主要有两种类型:电容式MEMS超声波换能器(CMUT)和压电式MEMS超声波换能器(PMUT),例如CMUT使用硅芯片将电压转换成机械振动。这种换能器极具替代传统超声波换能器的潜力,原因之一是硅片的价格比压电晶体便宜,因此基于硅芯片的换能器比压电晶体换能器更具价格优势;第二是因为压电晶体换能器对制造工艺的要求更高,批量生产的难度更高。MEMS超声波换能器性能优势也更加明显,处理的频率更高,且易于集成到电子设备中,是3D成像和全身扫描的理想选择。


两种MEMS超声波换能器:CMUTPMUT

首款MEMS超声波换能器乏善可陈,成像质量和制造工艺存在挑战

据麦姆斯咨询此前报道,日立(Hitachi)公司曾于2009年推出了首款基于硅芯片的超声波换能器——电容式MEMS超声波换能器(CMUT),这是一款带有矩阵线性换能器的4G CMUT。尽管最初受到了较多关注,但由于成像质量和制造工艺方面的挑战,并未如预期那样迅速扩大生产。在转向硅芯片的过程中,MEMS超声波换能器失去了穿透能力。尽管这款换能器可以扫描全身,但仅限于某一深度的扫描,其性能比不上专用的压电晶体换能器,不足以用于多种医疗领域。此外,该技术当时是一项全新的技术,因此尚未开发出可大批量生产此类换能器的制造工艺。如果这些问题得以解决,则用户最终只需购买一台价格低廉的MEMS超声波换能器,而无需购置多台具有不同扫描频率的换能器。然而,直到最近,随着4G CMUT的艰难推出,超声波技术厂商仍在犹豫是否开发基于MEMS超声波换能器的医疗设备

日立(Hitachi4G CMUT

MEMS超声波换能器将卷土重来,多家初创企业摩拳擦掌


MEMS超声波换能器(PMUTCMUT)“起飞”在即

尽管最初的MEMS超声波换能器产品发布带来的兴奋感已过,但随着2018Butterfly iQ的发布,Butterfly Network可能会让基于MEMS超声波技术开发热潮再度掀起。Butterfly iQ是第一款完整的基于MEMS超声波换能器的系统。这款手机大小的装置可以扫描全身,价格仅1999美元,而全球手持式超声波系统的平均售价为8200美元。尽管一些业内专家认为该产品已经引领了超声波技术新时代的到来,但也有人持不同态度,他们认为,MEMS超声波换能器与优质的压电晶体超声波换能器相比,其成像质量较差,这是该技术不会给超声波市场带来革命性变化的主要原因!孰是孰非,只能交由时间给出答案,但Butterfly iQ无疑为数家超声波技术初创企业推出创新型换能器奠定了市场基础。

Butterfly iQ及成像效果

关键词:MEMS 超声波换能器 医疗影像 变革    浏览量:2158

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