Принцип работы УЗИ-аппарата

Ультразвук - это акустические волны, колебание которых не может уловить и воспринять человеческое ухо. 

Звуковая волна

 Механические изменения, существующие в пространстве, называются звуковыми волнами. Их излучение по большей части имеет зависимость от среды, в которой они излучаются. Возникновение волн возможно только при взаимодействии материальных предметов, поэтому в вакууме не образуется излучение.

 Подразделяются звуковые волны на два основных вида:

• продольные;

• поперечные.

В первом случае отдельные частицы среды колеблются вдоль направления волны (характерно для газов, жидкостей, мягких тканей организма). Во второй разновидности отдельные элементы находятся в плоскости перпендикулярной (90 градусов) по отношению к звуковой волне (кости, другие твердые тела).

При прохождении отдельных частей по продольной волне образуется различное давление, связанное с плотностью и удаленностью элементов друг от друга. Ультразвук способен образовывать зоны повышенного и низкого давления, которое называют переменным.

Характеристики звуковых волн 

Основными характеристиками для звуковой волны являются: 

• амплитуда (А). Определяет максимальное давление звука;

• частота (v). Количество колебаний в секунду. Измеряется в Герцах (Гц). Современные УЗИ-аппаратура обладают амплитудой 1-50 МГц;

• длина волны ();

• скорость распространения (с).

 Основное влияние оказывают давление и температурный режим, однако при физиологическом обследовании им можно пренебречь.

 Скорость излучения звука обуславливается плотностью среды, так например, в мягких тканях она составляет 1500 м/с.

 В медицинских обследованиях используется специальная формула, позволяющая вычислить длину волны. Она помогает обнаружить минимальные габариты анатомических структур. Если они будут меньше, то различить их не удастся.

Длина волны в УЗИ-обследованиях дает возможность получить изображение, по которому происходит оценка состояния исследуемого объекта. Детализация отображения зависит от диапазона волны, чем выше, тем лучше виден предмет анализа. Но с увеличением параметра «v», снижается проникающая возможность и доступная глубина для исследований.

Получение ультразвука

 Ультразвук, используемый в медицине, основан на пьезоэлектрическом воздействии. Так называется возможность кристаллов и керамики искажаться при воздействии на них электрического напряжения. Когда это происходит, возникают УЗ-волны. Данный эффект имеет обратную связь, когда пьезоэлектрический кристалл вызывает напряжение, которое можно замерить.

 Когда образовывается волна ультразвука, она начинает свое движение в соединяющей среде, позволяющей увеличить проходимость между УЗ и предметом анализа. В медицинских обследованиях данным сопроводителем является УЗ-гель.

Строение Узи-датчика

Источник изменений ультразвука изготавливается из пьезоэлектрических компонентов, как правило, керамики и снабжается электроконтактами на передней и задней гранях. Лицевая часть всегда обращается к пациенту и контактирует с соединяющей средой для улучшения проходимости сигнала. Противоположная сторона покрыта слоем, поглощающим излучение, не позволяющим ему распространяться в другие стороны.

 Благодаря своей конструкции и повышенному параметру чувствительности, датчик легко поддается различным настройкам, а также позволяет получить фокусировку на определенную глубину. Существуют три основные зоны фокуса:

• ближняя. Примыкает к датчику. Волны звука накладываются друг на друга, и создается неоднородное поле и искаженное изображение. Наиболее целостная среда отображается в виде затемненных или осветленных полос. Подобный метод не подходит для проведения анализа изображения, однако его можно улучшить путем настройки датчика или же с использованием водного буфера;

• фокусная. Дает возможность получить четкую картинку исследуемого объекта, поскольку обладает самым маленьким диаметром ультразвукового луча и высокой интенсивностью волны;

• дальняя. Характеризуется рассеиванием УЗ луча с ослаблением интенсивности и разрешающей способности.

Разрешающая способность (оптическая или акустическая) является одной из главных характеристик, демонстрирующих эффективность анализа. В ее основе лежит расстояние между двумя отображаемыми объектами.

Повышение данного параметра будет полезно в случае существенных акустических различий между объектом анализа и другими тканями. Для проведения исследований можно использовать один (или несколько) вариантов разрешающей способности:

• аксиальный. Увеличивает размер длины волны. Например, если датчик имеет уровень частоты в 3,5 МГц, то ткани толщиной в 0,5 мм при высокой степени контрастности будут выглядеть, как отдельные объекты;

• латеральный. Основывается на ширине ультразвукового луча, фокусировании и глубине анализа. Разрешающая способность в этом варианте варьируется, однако в фокусном пространстве может равняться 4-5 волновым длинам, что в 2 или 3 раза ослабленнее аксиального;

• сагиттальный. Имеет прямую зависимость от ширины потока в плоскости, перпендикулярной пространству исследования.

Свяжитесь с нами: ответим на любые вопросы по оборудованию. Поможем проверить текущее состояние. Проведем совместную дистанционную диагностику. Или приедем для полноценной проверки на месте.

Если медицинскому работнику необходимо получить точный анализ анатомического строения, то необходимо поочередно проводить анализ в нескольких плоскостях (от аксиального к латеральному и от латерального к сагиттальному). Ознакомиться с внешним видом и характеристиками УЗИ аппаратов можно здесь.

Теги: