Undele ultrasonice sunt emise din interiorul senzorului printr-un cristal piezoelectric, care realizează două funcții: convertește energia electrică în energie sonoră și, invers, energia sunetului în energie electrică. De obicei, aceste cristale sunt fabricate din materiale ceramice sau ceramică mixtă care au fost expuse la temperaturi foarte ridicate pentru a da proprietăți piezoelectrice de cristale. Când un cristal este aplicat unui curent electric, apare deformarea acestuia, rezultând în apariția ultrasunetelor. Acest fenomen este cunoscut ca un efect piezoelectric. Astăzi, cristalele fabricate din materiale ceramice mixte produc ultrasunete cu frecvențe diferite. Tensiunea electrică este aplicată brusc pe cristal, în urma căreia produce ultrasunete pentru aproximativ 1% din această perioadă de timp. Durata emisiei cu ultrasunete este de 2-3 lungimi de undă. Pentru aceasta există un termen - o lungime pulsatoare. Senzorul primește semnale sonore de întoarcere pentru restul timpului (99%). La întoarcere, cristalul este deformat din nou, după care apare un semnal electric, care apoi se transformă într-o imagine pe ecran. Acest proces se numește un efect piezoelectric reversibil. Cu cât este mai mare tensiunea aplicată cristalului, cu atât este mai mare intensitatea emisiei cu ultrasunete. Cu creșterea tensiunii, puteți crește intensitatea ultrasunetelor; Cu toate acestea, trebuie amintit că tensiunea și intensitatea nu sunt concepte identice. O creștere a tensiunii va duce la o creștere a intensității ultrasunetelor; dar în realitate, creșterea tensiunii înseamnă creșterea tensiunii pe cristal, rezultând o creștere a reverberației și creșterea intensității ultrasunetelor. Frecvența emisiei de unde ultrasonice se numește frecvența de repetare a pulsului și depinde de durata intervalului de timp în care ultrasunetele revine la senzor, reflectând țesuturile. Pulsul nou este emis numai după ce toate undele ultrasonice, reflectate din țesuturi, se întorc la senzor. Când se obțin imagini ale țesuturilor de suprafață, este posibil să se folosească o frecvență mai mare a repetării impulsurilor. Pentru ecografia țesuturilor mai adânci, frecvența de repetare a pulsului ar trebui să fie în mod necesar mai mică.
Fig. 1.6 a. Schițe ale ecografiei nefocused. La ieșirea senzorului, fasciculul este îngust (NF). Ea devine mai largă pe măsură ce vă depărtați de senzor (FF).
Fig. 1.6 b. Efectul focalizării fasciculului de ultrasunete pentru îngustarea acestuia pentru a obține o rezoluție mai mare a imaginii.
Undele ultrasonice se propagă în toate direcțiile. Cu toate acestea, numai direcția înainte este de uz practic, deoarece imaginea se bazează pe propagarea cu ultrasunete în această direcție. Din acest motiv, senzorul are o unitate specială care absoarbe undele ultrasonice care călătoresc în alte direcții.
Pentru trecerea liberă a undelor ultrasonice prin țesuturi, este important să nu existe obstacole în calea lor care să le stingă sau să le reflecte, prin urmare, un material special este folosit ca ecran pentru senzor.
În producția de ultrasunete, există o ușoară dispersie a acesteia; ca urmare, la granița dintre țesut și senzor, fasciculul ultrasonic deviază într-o oarecare măsură de la traiectoria sa. Contururile normale ale fasciculului cu ultrasunete sunt simplificate în Fig. 1.6, p. 8, care arată, de asemenea, un fascicul cu ultrasunete concentrat. Datorită deviației ultrasunetelor din traiectoria sa, rezoluția imaginii crește. Rezoluția imaginii este de cea mai mare importanță pentru întregul proces cu ultrasunete. Rezoluția spațială este împărțită în longitudinal și transversal.
Prin rezoluție longitudinală se înțelege capacitatea de a distinge două puncte de-a lungul fasciculului ultrasonic. Cu cât rezoluția longitudinală este mai bună, cu atât este mai bună calitatea imaginii sau elementele sale individuale. Frecvența cu care funcționează senzorul cu ultrasunete joacă un rol decisiv, deoarece rezoluția devine mai bună odată cu scăderea lățimii impulsului. Ecografia de înaltă frecvență are o durată mai lungă a impulsului. Rezoluția longitudinală nu trebuie să depășească jumătatea lățimii impulsului.
Rezoluția longitudinală = 0,5 x Lungimea impulsului
Prin urmare, fiecare obiect al investigației nu trebuie să depășească durata unui impuls pentru a fi definit ca un obiect separat (Figura 1.7).
Fig. 1.7. Principii de rezoluție longitudinală. Dacă două puncte sunt separate de o lungime de impuls sau mai multe, pe ecran ele sunt afișate ca structuri separate. Dacă aceste puncte sunt distanțate unul față de celălalt la o distanță mai mică decât lungimea impulsului, acestea sunt vizibile ca un singur punct.
Prin rezoluție transversală se înțelege capacitatea de a distinge două puncte situate una lângă alta pe lățimea fasciculului ultrasonic. Două puncte care se află în interiorul lățimii fasciculului ultrasonic, imaginea nu poate fi văzută ca două puncte separate, și cele două puncte, dintre care una se află în interiorul lățimii fasciculului, iar celălalt nu mint, vor fi afișate în mod individual (fig. 1.8, p. 9 ).
Fig. 1.8. Principii de rezoluție transversală. Două puncte distincte sunt perpendiculare pe planul fasciculului ultrasonic. Dacă aceste puncte se află în interiorul lățimii fasciculului, ele sunt vizibile ca un singur punct; dacă unul dintre aceste puncte se află în afara lățimii fasciculului ultrasonic, acestea diferă ca puncte separate.
Cu alte cuvinte, dacă unul dintre obiecte se află de-a lungul lățimii fasciculului ultrasonic, iar celălalt este în afara acestuia, în imagine acestea sunt văzute ca două obiecte separate; altfel ele sunt afișate ca un singur obiect. Pentru senzorii de înaltă frecvență, fasciculul cu ultrasunete este mai lung în punctul în care se îngustează, deci rezoluția lor laterală este mai mare. Datorită dependenței rezoluției transversale de lățimea fasciculului ultrasonic, se recomandă utilizarea ultrasunetelor de înaltă frecvență sau scanarea zonei situate în gama senzorului pentru obținerea celor mai bune rezultate ale ultrasunetelor. Majoritatea senzorilor moderni au un fascicul cu ultrasunete concentrat. Multe dispozitive cu ultrasunete au capacitatea de a se adapta pentru a asigura cea mai bună calitate a imaginii.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: