Зміст
- Перетворювачі
- Кристали
- Фокус
- Налаштування
- Акустичний імпеданс
- Шари кристалів послідовно
- Гель
- Виробництво зображень
Ультразвук - це неінвазивна техніка для перевірки інтер'єру предметів або тіл (Роздатковий матеріал / Getty Images Спорт / Getty Images)
Перетворювачі
Перетворювач - це пристрій, який перетворює одну форму енергії в іншу. Камера, що використовується для ультразвукового зображення, є перетворювачем. Він перетворює напругу у вібрацію і навпаки. Вібрації - це механічні звукові хвилі, а напруга - потенційна електрична енергія. Датчики складаються з декількох частин, які інтегровані для створення хвилі, передаючи її тілу і захоплюючи відлуння структур тіла.
Кристали
Кристали є джерелом механічних хвиль перетворювачів. На кристал подається напруга, що змушує його вібрувати, що називається п'єзоелектричним ефектом. Величина напруги контролює частоту вібрації, яка, у свою чергу, виробляє необхідну частоту звукової хвилі. Свинцевий цирконат-титанат являє собою штучний матеріал, зазвичай використовується для кристалів перетворювачів.
Фокус
Кристал має форму кругової лінзи. Випромінювання звуку проектується з кристала, що має однаковий діаметр, і поступово зменшується до половини діаметра. У цьому й полягає проблема. Після фокусування емісія поступово збільшується в діаметрі. Ультразвукові перетворювачі використовують кілька кристалів для отримання двовимірного зображення.
Налаштування
Ультразвук використовується для дослідження конкретних структур, тому природного фокусування випромінювання недостатньо для адекватної візуалізації. Фокус повинен бути різним для структур, заснованих на їх відстані від перетворювача. Об'єктиви, вигнуті елементи і дзеркала можуть використовуватися в перетворювачах для збільшення їх фокусування і не можуть бути змінені. Електронний фокус контролюється сонографом, який вносить корективи в налаштування машини. Зміна фокуса призводить до того, що перетворювач подає напругу на різні кристали в різний час. Ця різниця в часі змінює фокус трансляції.
Акустичний імпеданс
Акустичний імпеданс визначається щільністю матеріалу і швидкістю звукових хвиль, які визначаються матеріалом, по якому вони подорожують. Якщо два матеріали мають різні акустичні імпеданси, звук буде відображати структуру, виробляючи читання в сонограмі. Різниця в акустичному імпедансі визначатиме, наскільки відбивається звук, і скільки буде продовжувати передаватися тілом. Акустичні імпеданси кристала і повітря дуже різні, тому не буде передачі ультразвуку поза поверхнею перетворювача.
Шари кристалів послідовно
Щоб мінімізувати акустичний імпеданс між кристалом і тілом, між кристалом і поверхнею перетворювача розміщують кілька шарів послідовно. Використовується безліч шарів, починаючи з акустичного імпедансу, близького до кристала, і закінчуючи шаром, акустичний імпеданс якого близький до імпедансу шкіри. Це зменшує відображення і дозволяє більше звуку поширюватися по тілу.
Гель
Ультразвуковий гель наноситься на шкіру для видалення повітря між перетворювачем і тілом. Це виключає відображення, яке може бути викликане різницею акустичного опору повітря. Ультразвуковий гель сприяє поширенню звукових хвиль в організмі.
Виробництво зображень
Ультразвукові хвилі відображають тканини. Ці віддзеркалення називаються ехо, і вони повертаються через ультразвуковий гель, відповідні шари і кристал. З кристала ультразвукові хвилі перетворюються з механічної енергії в електричну потенційну енергію або напругу. Ця енергія спрямовується до решти ультразвукової системи для перетворення на цифрове зображення.