Obsah
Ultrazvuk je neinvazivní technika pro kontrolu vnitřku předmětů nebo těl (Handout / Getty Images Sport / Getty Images)
Převodníky
Převodník je zařízení, které převádí jednu formu energie na jinou. Kamera použitá pro ultrazvukový obraz je snímač. Převádí napětí na vibrace a naopak. Vibrace jsou mechanické zvukové vlny, zatímco napětí je potenciální elektrická energie. Převodníky se skládají z několika částí, které jsou integrovány, aby produkovaly vlnu, přenášejí ji do těla a zachycují ozvěny tělesných struktur.
Krystaly
Krystaly jsou zdrojem mechanických vln převodníků. Napětí je aplikováno na krystal, což způsobuje vibraci, což je vlastnost nazývaná piezoelektrický efekt. Množství napětí řídí frekvenci vibrací, které zase produkují požadovanou frekvenci zvukové vlny. Titanát olovnatý zirkoničitan je umělý materiál běžně používaný pro krystaly měničů.
Zaměřte se
Krystal má tvar kruhové čočky. Emise zvuku se promítá z krystalu, který má stejný průměr a postupně klesá na polovinu průměru. Toto je problém. Po zaostření se emise postupně zvětšuje. Ultrazvukové snímače používají k vytvoření dvojrozměrného obrazu více krystalů.
Nastavení
Ultrazvuk se používá ke zkoumání specifických struktur, takže přirozené zaměření emise není dostatečné pro adekvátní zobrazení. Fokus by se měl lišit pro struktury založené na jejich vzdálenosti od snímače. Čočky, zakřivené prvky a zrcadla lze použít v převodnících ke zvýšení jejich zaměření a nelze je měnit. Elektronické zaostřování je řízeno sonografem, který provádí úpravy nastavení stroje. Změna zaostření způsobí, že snímač použije napětí v různých časech na různé krystaly. Tento časový rozdíl mění zaměření vysílání.
Akustická impedance
Akustická impedance je dána hustotou materiálu a rychlostí zvukových vln, které jsou určeny materiálem, kterým se pohybují. Pokud mají dva materiály rozdílné akustické impedance, zvuk bude odrážet strukturu, což způsobí čtení v sonogramu. Rozdíl v akustické impedanci bude určovat, kolik zvuku se odráží a kolik bude tělem přenášet. Akustické impedance krystalu a vzduchu jsou velmi odlišné, takže nedochází k přenosu ultrazvuku za povrch snímače.
Vrstvy krystalů v sérii
Pro minimalizaci akustické impedance mezi krystalem a tělem je mezi krystal a povrch snímače umístěno několik vrstev v sérii. Používá se mnoho vrstev, počínaje jednou s akustickou impedancí blízkou krystalu a končící vrstvou, jejíž akustická impedance je blízká impedanci kůže. To snižuje odrazy a umožňuje většímu šíření zvuku skrze tělo.
Gel
Ultrazvukový gel se aplikuje na kůži, aby se odstranil vzduch mezi snímačem a tělem. To eliminuje odraz, který by byl způsoben rozdílem akustické impedance vzduchu. Ultrazvukový gel pomáhá při šíření zvukových vln v těle.
Produkce obrazu
Ultrazvukové vlny odrážejí tkáně. Tyto odrazy se nazývají ozvěny a vracejí se přes ultrazvukový gel, odpovídající vrstvy a krystal. Z krystalu jsou ultrazvukové vlny přeměněny z mechanické energie na elektrickou potenciální energii nebo napětí. Tato energie je posílána do zbytku ultrazvukového systému pro konverzi na digitální obraz.