Eco-Friendly Highly Sensitive Transducers Based on a New KNN–NTK–FM Lead-Free Piezoelectric Ceramic for High-Frequency Biomedical Ultrasonic Imaging Applications
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Notice bibliographique
Résumé
High-frequency ultrasonic imaging with improved spatial resolution has gained increasing attention in the field of biomedical imaging. Sensitivity of transducers plays a pivotal role in determining ultrasonic image quality. Conventional ultrasonic transducers are mostly made from lead-based piezoelectric materials that may be harmful to the human body and the environment. In this study, a new (K,Na)NbO <sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">3</sub> -KTiNbO <sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">5</sub> -BaZrO <sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">3</sub> -Fe <sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sub> O <sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">3</sub> -MgO (KNN-NTK-FM) lead-free piezoelectric ceramic was utilized in developing eco-friendly transducers for high-frequency biomedical ultrasonic imaging applications. A needle transducer with a small active aperture size of 0.45 × 0.55 mm <sup xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sup> was designed and evaluated. The fabricated transducer exhibits great performance with a high center frequency (52.6 MHz), a good electromechanical coupling (k <sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">eff</sub> ~ 0.45), a large bandwidth (64.4% at -6 dB), and a very low two-way insertion loss (10.1 dB). Such high sensitivity is superior to those transducers based on other lead-free piezoelectric materials and can even be comparable to the lead-based ones. Imaging performance of the KNN-NTK-FM needle transducer was analyzed by imaging a wire phantom and an agar tissue-mimicking phantom. Imaging capabilities of the transducer were further demonstrated by ex vivo imaging studies on a porcine eyeball and a rabbit aorta. The results suggest that the KNN-NTK-FM piezoceramic has many attractive properties over other lead-free piezoelectric materials in developing eco-friendly highly sensitive transducers for high-frequency biomedical ultrasonic imaging applications.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle