Characterization of piezoelectric micromachined ultrasound transducer for intravascular ultrasound imaging

The aim of this thesis is the characterization of single oval diaphragm dual frequency Piezoelectric Micro machined Ultrasonic Transducer (PMUT) with single top electrode array for Intravascular Ultrasound medical imaging that includes the thin film Characterization, Acoustic characterization, and Electrical characterization of PMUTs distinguished based on top electrode design and verifies the effect of their design and behavior of PZT thin film on the imaging parameters. Among advanced medical imaging methodologies, intravascular ultrasound (IVUS) imaging has astonishing impact in diagnostic sciences; it provides guidance for treatment and examination of coronary artery diseases after post-treatment. Cannulation of a miniaturized ultrasound transducer mount on a catheter through an artery, the small openings of vessel lumen, morphology of vessel’s wall surrounding, and other vessel and blood related properties can be accurately examined in IVUS imaging. The core component of an IVUS system is ultrasound transducer, utilized in evaluating the IVUS imaging performance. In the last decade, several major advancements and developments have been achieved in ultrasound transducers and have already been reported for IVUS imaging applications. In this report, a comprehensive review is given on recent advances in ultrasound transducers for IVUS imaging. Firstly, distinguished distinct types of ultrasound transducers that includes Piezoelectric ultrasound transducer, Piezoelectric micro machined ultrasound transducer and Capacitive micro machined ultrasoundtransducer) for IVUS imaging are explained. Prominently, the latest advancement in piezoelectric ultrasound transducer for IVUS imaging are examined widely respective of their differentfunctional mechanisms, compositions and materials opted. Secondly, different characterization techniques for the understanding of PMUT behavior for utilizing it in IVUS applications under Food and Drug Administration (FDA) restricted parameters as well as fundamental detail to understand IVUS imaging principle, summary of IVUS catheter and some evaluation parameters. Thirdly, experimentally proof the utilization of considered PMUT samples for the image reconstruction of the phantom by using the acquired scanned data from Ultrasound Measurement System. Finally, summary and perspectives on the future studies are highlighted for IVUS imaging applications.

Lo scopo di questa tesi è la caratterizzazione di piezoelettrici a doppia frequenza a diaframma ovale singolo Trasduttore ultrasonico microlavorato (PMUT) con array di elettrodi superiore singolo per intravascolare Imaging medico ad ultrasuoni che include la caratterizzazione del film sottile, l'acustica caratterizzazione e caratterizzazione elettrica dei PMUT distinti in base all'elettrodo superiore progettare e verificare l'effetto del design e del comportamento del film sottile PZT sull'imaging parametri. Tra le metodologie avanzate di imaging medico, l’ecografia intravascolare (IVUS) l’imaging ha un impatto sorprendente nelle scienze diagnostiche; fornisce indicazioni per trattamento ed esame delle malattie coronariche dopo il trattamento successivo. Incannulamento di a trasduttore ad ultrasuoni miniaturizzato montato su un catetere attraverso un'arteria, le piccole aperture del lume del vaso, morfologia della parete circostante il vaso e altri vasi e sangue correlati le proprietà possono essere esaminate accuratamente nell'imaging IVUS. Il componente principale di un sistema IVUS è un trasduttore a ultrasuoni, utilizzato per valutare le prestazioni dell'imaging IVUS. Nell'ultimo decennio, sono stati raggiunti numerosi importanti progressi e sviluppi nel campo degli ultrasuoni trasduttori e sono già stati segnalati per applicazioni di imaging IVUS. In questo rapporto, a viene fornita una revisione completa dei recenti progressi nei trasduttori ecografici per l'imaging IVUS. In primo luogo, sono stati distinti tipi distinti di trasduttori a ultrasuoni che includono quelli piezoelettrici trasduttore ad ultrasuoni, trasduttore ad ultrasuoni piezoelettrico microlavorato e capacitivo vengono spiegati i trasduttori ad ultrasuoni microlavorati) per l'imaging IVUS. In primo piano, l'ultimo i progressi nei trasduttori ecografici piezoelettrici per l'imaging IVUS sono ampiamente esaminati rispettivi differenti meccanismi funzionali, composizioni e materiali scelti. In secondo luogo, diverse tecniche di caratterizzazione per la comprensione del comportamento del PMUT per il suo utilizzo Anche le applicazioni IVUS sotto la Food and Drug Administration (FDA) hanno limitato i parametri dettagli fondamentali per comprendere il principio dell'imaging IVUS, riepilogo del catetere IVUS e altro parametri di valutazione. In terzo luogo, provare sperimentalmente l'utilizzo del PMUT considerato campioni per la ricostruzione dell'immagine del fantoccio utilizzando i dati scansionati acquisiti da Sistema di misurazione ad ultrasuoni. Infine, sintesi e prospettive sugli studi futuri evidenziato per le applicazioni di imaging IVUS.