随着人们生活水平逐步提高,冠心病渐渐成为威胁人类健康的主要原因之一。近几十年来X射线冠状动脉造影术一直都是评价冠状动脉病变的金标准,但由于其仅反映管腔轮廓尺寸而并不是粥样斑块病变自身性质,因此在根据粥样斑块的形态和组织学特性,合理明确治疗方案上有较大的局限性。IVUS是无创性超声影像技术和有创性心导管技术相结合的一种新的诊断方法,与传统的X射线冠状动脉造影术相比,其不但可以准确测量管腔和粥样斑块的几何尺寸,而且更重要的是它可提供粥样斑块的大体组织学特征,在合理制定治疗方案,正确选择器具的大小,准确评价疗效及预测再狭窄发生等方面有重要的指导意义。为了提高IVUS成像系统所成图像质量,首先需要提升IVUS换能器的性能。与传统的超声换能器类似,IVUS超声换能器也由压电材料,匹配层和背衬层三部分组成。不同的是,为了适应IVUS导管的尺寸,IVUS超声换能器尺寸需要做得很小。这就直接导致了 IVUS超声换能器所产生的信号幅值较低。为了提升信号幅值,可以采用新型高性能压电材料,提升机电转化效率。除此之外,还可以通过制作与压电材料声阻抗相匹配的匹配层和背衬层材料,提高超声波能量的传输效率来提升信号幅值。为了达到上述目的,本文选择了传统的压电陶瓷PZT-5H和高性能压电单晶PMN-PT作为IVUS换能器的压电材料,一种掺有银粉的环氧作为匹配层,并用阿基米德排水法和脉冲回波法分别测出它的密度和声速,进而计算出其声阻抗为5.7 Mrayl左右,基本满足匹配层声阻抗要求。选用常规的E-solder 3022作为IVUS换能器背衬层。通过基于KLM等效电路的PiezoCAD仿真软件得到中心频率为40 MHz的IVUS换能器所对应的压电材料,匹配层和背衬层厚度。再用基于有限元的PZFlex仿真软件仿真设计的换能器的声场。最后根据仿真结果制备不同压电材料,匹配层和背衬层组合的IVUS换能器,成功制备出中心频率为40 MHz,带宽大于50%的IVUS超声换能器。