Het piëzo-elektrische materiaal in een ultrasoundtransducer bepaalt voor een groot deel de beeldkwaliteit van het systeem. Ondanks de vele vernieuwingen op het gebied van signaalverwerking en bundelvorming die de afgelopen jaren zijn doorgevoerd, wordt voor de medische beeldvorming al meer dan 40 jaar hetzelfde piëzo-elektrische materiaal gebruikt: PZT-keramiek (lood-zirconaat-titanaat) of PZT-composieten. Bij het typische keramische materiaal wordt een polarisatie van 70% behaald.
Dit is allemaal veranderd toen Philips de PureWave-kristaltechnologie ontwikkelde. Dit is een nieuwe transducertechnologie waarbij de elektromechanische koppeling en de vervormingsniveaus een kwantumsprong voorwaarts hebben gemaakt. In vergelijking met PZT-keramiek zijn PureWave-kristallen zuiverder en uniformer, vertonen ze minder verlies en kunnen ze energie met veel meer precisie en efficiëntie overdragen.
Conventionele PZT-keramiek (zoals weergegeven op de afbeelding links bovenaan) bestaat uit willekeurig georiënteerde korrels, terwijl PureWave-kristallen (rechts bovenaan) op atomair niveau door het gehele materiaal een bijna perfecte ordening en uniforme consistentie hebben.
Via processen die vergelijkbaar zijn met die voor de productie van PZT-poeder, wordt van de PureWave-kristallen een fijn keramisch poeder gevormd, dat wordt gesmolten bij een temperatuur van 1400 ºC. Uit de smeltzone wordt een zaadkristal weggehaald, en dit kristal wordt laag voor laag vergroot zodat een homogene kristalboule wordt gevormd. Deze boule wordt in plakken gesneden en gepolariseerd; vervolgens worden hiervan de uiteindelijke beeldvormingselementen gesneden.
Teneinde het uiteindelijke piëzo-elektrische effect te bereiken moeten materialen zoals PZT-keramiek worden blootgesteld aan een extern elektrisch veld om de dipolen binnen het polykristallijne materiaal uit te lijnen. In conventionele PZT-keramiek kan slechts een fractie van de dipolen door middel van elektrische velden worden uitgelijnd; ook dragen niet alle dipolen bij aan de akoestische respons van het materiaal. PureWave-kristallen zijn veel uniformer en vertonen minder defecten, minder verlies en geen korrelgrenzen. Wanneer PureWave-kristallen aan een elektrisch veld worden blootgesteld, kan een bijna perfecte uitlijning van de dipolen worden bereikt, zodat de elektromechanische eigenschappen van het materiaal dramatisch worden verbeterd.
Door de PureWave-kristaltechnologie te combineren met zeer nauwkeurig gefabriceerde matching layers en backingmateriaal is het nu mogelijk via één transducer een frequentiedekking te bereiken die vroeger alleen kon worden behaald met twee transducers. In vergelijking met de conventionele PZT-keramiek kan met deze nieuwe klasse piëzo-elektrische materialen een veel grotere bandbreedte worden behaald, terwijl de geproduceerde beelden bijzonder helder en gedetailleerd zijn, met een grotere uniformiteit over de gehele sector.
De PureWave-kristaltechnologie ondersteunt ook geavanceerde Harmonic Imaging. Dankzij de buitengewone bandbreedte van deze arrays kan gebruikgemaakt worden van meerdere harmonische frequenties, hetgeen heeft geleid tot doorbraken op het gebied van resolutie en artefactreductie, terwijl de penetratie fantastisch is.
Voordelen van PureWave:
Zeer accurate anatomische gegevens
Verbeterde diagnostische betrouwbaarheid
Toegenomen productiviteit