Содержание
- преобразователи
- кристаллы
- фокус
- настройки
- Акустический импеданс
- Слои кристаллов в серии
- гель
- Производство изображений
Ультразвук - неинвазивный метод проверки внутренних предметов или тел (Раздаточный материал / Getty Images Sport / Getty Images)
преобразователи
Преобразователь - это устройство, которое преобразует одну форму энергии в другую. Камера, используемая для ультразвукового изображения, является преобразователем. Он преобразует напряжение в вибрации и наоборот. Вибрации - это механические звуковые волны, а напряжение - потенциальная электрическая энергия. Преобразователи состоят из нескольких частей, которые объединены для создания волны, передачи ее телу и захвата эхо-сигналов структур тела.
кристаллы
Кристаллы являются источником механических волн преобразователей. Напряжение подается на кристалл, который вызывает его вибрацию, особенность, называемая пьезоэлектрическим эффектом. Величина напряжения контролирует частоту вибрации, которая, в свою очередь, производит желаемую частоту звуковой волны. Титанат цирконата свинца является искусственным материалом, обычно используемым для кристаллов преобразователей.
фокус
Кристалл имеет форму круглой линзы. Излучение звука проецируется из кристалла, имеющего одинаковый диаметр, и постепенно уменьшается до половины диаметра. Это в центре внимания проблемы. После фокусировки эмиссия постепенно увеличивается в диаметре. Ультразвуковые преобразователи используют несколько кристаллов для получения двумерного изображения.
настройки
Ультразвук используется для исследования конкретных структур, поэтому естественная фокусировка излучения недостаточна для адекватной визуализации. Фокус должен быть разным для конструкций в зависимости от их расстояния от преобразователя. Линзы, изогнутые элементы и зеркала могут использоваться в преобразователях для увеличения их фокусировки и не могут быть изменены. Электронная фокусировка контролируется сонографистом, который корректирует настройки машины. Изменение фокуса приводит к тому, что преобразователь подает напряжение на разные кристаллы в разное время. Эта разница во времени меняет фокус трансляции.
Акустический импеданс
Акустический импеданс определяется плотностью материала и скоростью звуковых волн, которые определяются материалом, по которому они распространяются. Если два материала имеют разные акустические импедансы, звук будет отражать структуру, создавая показания на сонограмме. Разница в акустическом импедансе будет определять, сколько звука отражается и сколько будет продолжать передаваться телом. Акустические импедансы кристалла и воздуха очень разные, поэтому не будет передачи ультразвука за поверхность преобразователя.
Слои кристаллов в серии
Чтобы минимизировать акустический импеданс между кристаллом и телом, между кристаллом и поверхностью преобразователя располагаются последовательно несколько слоев. Используется много слоев, начиная с одного с акустическим импедансом, близким к сопротивлению кристалла, и заканчивая слоем, акустический импеданс которого близок к импедансу кожи. Это уменьшает отражения и позволяет большему количеству звука распространяться через тело.
гель
Ультразвуковой гель наносится на кожу для удаления воздуха между датчиком и телом. Это исключает отражение, которое может быть вызвано разницей акустического сопротивления воздуха. Ультразвуковой гель помогает в распространении звуковых волн в организме.
Производство изображений
Ультразвуковые волны отражают ткани. Эти отражения называются эхом, и они возвращаются через ультразвуковой гель, соответствующие слои и кристалл. Из кристалла ультразвуковые волны преобразуются из механической энергии в электрическую потенциальную энергию или напряжение. Эта энергия отправляется на остальную часть ультразвуковой системы для преобразования в цифровое изображение.