Baza fizică a ultrasunetelor este efectul piezoelectric. In timpul deformarea monocristalelor ale unor compuși chimici (cuarț, titanat de bariu) sub acțiunea undelor ultrasonice pe suprafața acestor cristale apar în semn opus sarcinilor electrice - efectul piezoelectric direct. Atunci când se aplică o încărcătură electrică alternativă, vibrațiile mecanice apar în cristale cu emisia de unde ultrasonice. Astfel, același element piezoelectric poate fi alternativ un receptor, apoi o sursă de unde ultrasonice. Această parte a dispozitivelor cu ultrasunete se numește un traductor acustic, un traductor sau un senzor.
Ecografia se propagă în medii sub formă de zone alternante de comprimare și extindere a materiei. Undele sonore, inclusiv undele ultrasonice, se caracterizează printr-o perioadă de oscilație - timpul în care molecula (particula) efectuează o vibrație completă; frecvența - numărul de oscilații pe unitate de timp; lungimea - distanța dintre punctele unei faze și viteza de propagare, care depinde în principal de elasticitatea și densitatea mediului. Lungimea de undă este invers proporțională cu frecvența acesteia. Cu cât lungimea de undă este mai scurtă, cu atât este mai mare puterea de rezolvare a dispozitivului cu ultrasunete. În sistemele de diagnosticare cu ultrasunete medicale, se folosesc de obicei frecvențe de la 2 la 10 MHz. Puterea de rezolvare a dispozitivelor moderne cu ultrasunete atinge 1-3 mm.
Orice mediu, inclusiv țesutul corpului, previne propagarea ultrasunetelor, adică are o rezistență acustică diferită, valoarea căreia depinde de densitatea și viteza de propagare a undelor sonore. Cu cât sunt mai mari aceste parametri, cu atât este mai mare rezistența acustică. O astfel de caracteristică generală a oricărui mediu elastic este indicată de termenul "impedanță".
Atingerea limitei dintre două medii cu diferite impedanță acustică, fasciculul de unde ultrasonice care au suferit modificări semnificative: o parte continuă să se răspândească în noul mediu, într-o oarecare măsură, absorbită de acesta, iar celălalt - este reflectată. Coeficientul de reflexie depinde de diferența dintre valorile impedanței acustice adiacente fiecare alte țesuturi: diferența este, cu atât mai mult reflexia și în mod natural o mai mare amplitudinea semnalului înregistrat, și, prin urmare, mai ușor și mai luminoasă va arăta ca pe ecranul aparatului. Un reflector complet este limita dintre țesuturi și aer. [2]
În cea mai simplă formă de realizare, metoda permite estimarea distanței la limita de separare a densităților a două corpuri, pe baza timpului de tranzit al undei reflectate de interfață. Metodele de cercetare mai sofisticate (de exemplu, bazate pe efectul Doppler) ne permit să determinăm viteza interfeței dintre densități, precum și diferența dintre densitățile care formează limita.
Oscilațiile cu ultrasunete în timpul propagării respectă legile optice geometrice. Într-un mediu omogen se propagă rectiliniu și la o rată constantă. La limita diferitelor medii cu densitate acustică inegală, o parte din raze se reflectă și o parte este refracționată, continuând propagarea rectilinie. Cu cât este mai mare gradientul diferenței dintre densitatea acustică a mediilor limită, cu atât este mai mare o parte a vibrațiilor ultrasonice reflectate. Deoarece 99,99% din oscilații se reflectă la limita tranziției cu ultrasunete de la aer la piele, scanarea cu ultrasunete a pacientului necesită lubrifierea suprafeței pielii cu gelatină apoasă, care acționează ca mediu de tranziție. Reflecția depinde de unghiul de incidență a fasciculului (cea mai mare în direcție perpendiculară) și de frecvența vibrațiilor ultrasonice (la o frecvență mai mare, cea mai mare parte este reflectată).
Pentru a studia organele cavității abdominale și spațiul retroperitoneal, precum și cavitatea pelvisului mic, frecvența este de 2,5 - 3,5 MHz, frecvența de 7,5 MHz este utilizată pentru studierea glandei tiroide.
Un interes deosebit în diagnostic este utilizarea efectului Doppler. Esența efectului constă în schimbarea frecvenței sunetului datorită mișcării relative a sursei și a receptorului de sunet. Când sunetul este reflectat de la un obiect în mișcare, frecvența semnalului reflectat se schimbă (apare o schimbare de frecvență).
Atunci când se suprapune semnalele primare și reflectate, se produc bateți, care sunt auzite cu ajutorul căștilor sau a unui difuzor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: