基于聚偏二氟乙烯（PVDF）压电薄膜的球面聚焦超声换能器的制备及其在光声成像中的应用

摘要

光声成像技术是一种兼备声学成像与光学成像优点的生物医学成像技术，超声换能器直接决定光声成像的成像质量和分辨率等关键成像性能.研制一种基于聚偏二氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride,PVDF）压电薄膜的球面聚焦超声换能器.实验结果表明该换能器中心频率为15.5 MHz,-6 dB带宽为14.89 MHz(96.1%).将该超声换能器应用于光声显微镜系统，并通过对分辨率板和单根头发丝样品成像分别测试光声显微镜的横向分辨率和轴向分辨率.实验结果表明，光声显微镜的横向分辨率为125μm，与理论结果 123.5μm一致，轴向分辨率为113.6μm.最后，将自研超声换能器和光声显微镜应用于活体小鼠耳部的成像，非侵入地得到小鼠耳部清晰的血管网络图像.该研究表明基于PVDF薄膜制备的聚焦超声换能器能为光声显微镜提供较高的成像分辨率和成像质量，具有良好的生物医学应用前景.

关键词

超声换能器 / PVDF压电薄膜 / 球面聚焦 / 光声成像 / 光声显微镜

基金资助

国家自然科学基金（12027808,12374436）