Notice: Undefined index: short_city_name in /home/u487145/cordismed.ru/www/system/library/progroman/citymanager/core.php on line 215
Принцип работы УЗИ-аппарата
Ваш город:

Принцип работы УЗИ-аппарата

Принцип работы УЗИ-аппарата

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

Первые исследования в данной области были совершены в XVII столетии и основывались на наблюдении за летучими мышами. Им завязывали глаза или уши, изучали их методы ориентирования в пространстве. Во время полета данные представители фауны испускают небольшие импульсы волн ультразвука, который отражается от объектов и возвращается в ухо зверька (феномен эхо). Данный отраженный сигнал позволяет мышам легко ориентироваться в пространстве, определять расстояние до препятствия, а также узнавать точное его местоположение.

Все эти наблюдения и исследования привели к созданию множества современных технических приспособлений, таких как:

  • гидролокатор;

  • эхолот;

  • аппарат для ультразвуковой диагностики.

УЗИ-оборудование, используемое в медицинских целях испускает ультразвуковые волны, и воспринимает обратный сигнал. Локализация отражающей структуры происходит путем замера времени между подачей УЗ и получением ответа.

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 (90о) 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;

  • литеральный. 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.

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

 

Комментарии:

Внимание: HTML символы запрещены!
Мною прочитаны и я даю согласие с документом
Политика конфиденциальности
Хотите, мы Вам перезвоним?