Zawartość
- Przetworniki
- Kryształy
- Skup się
- Ustawienia
- Impedancja akustyczna
- Warstwy kryształów w szeregu
- Żel
- Produkcja obrazów
Ultradźwięki to nieinwazyjna technika sprawdzania wnętrza obiektów lub ciał (Materiały / Getty Images Sport / Getty Images)
Przetworniki
Przetwornik jest urządzeniem, które przekształca jedną formę energii w inną. Kamera używana do obrazu ultradźwiękowego to przetwornik. Przekształca napięcie w wibracje i odwrotnie. Drgania to mechaniczne fale dźwiękowe, a napięcie to potencjalna energia elektryczna. Przetworniki składają się z kilku części, które są zintegrowane w celu wytworzenia fali, przekazując ją do ciała i wychwytując echa struktur ciała.
Kryształy
Kryształy są źródłem mechanicznych fal przetworników. Napięcie jest przykładane do kryształu, co powoduje jego wibrację, co nazywa się efektem piezoelektrycznym. Ilość napięcia kontroluje częstotliwość wibracji, która z kolei wytwarza pożądaną częstotliwość fali dźwiękowej. Tytanian cyrkonu ołowiu jest sztucznym materiałem powszechnie stosowanym do kryształów przetworników.
Skup się
Kryształ ma kształt okrągłej soczewki. Emisja dźwięku jest rzutowana z kryształu, ma równą średnicę i stopniowo zmniejsza się do połowy średnicy. Na tym koncentruje się problem. Po ogniskowaniu emisja stopniowo zwiększa swoją średnicę. Przetworniki ultradźwiękowe wykorzystują wiele kryształów do uzyskania dwuwymiarowego obrazu.
Ustawienia
Ultradźwięki są używane do badania określonych struktur, więc naturalne ogniskowanie emisji nie jest wystarczające do odpowiedniego obrazowania. Ostrość powinna być inna dla struktur opartych na ich odległości od przetwornika. Soczewki, zakrzywione elementy i lustra mogą być używane w przetwornikach, aby zwiększyć ich ostrość i nie można ich zmienić. Elektroniczne ogniskowanie jest kontrolowane przez sonografa, który dostosowuje ustawienia maszyny. Zmiana ostrości powoduje, że przetwornik przykłada napięcie do różnych kryształów w różnych momentach. Ta różnica czasu zmienia ostrość transmisji.
Impedancja akustyczna
Impedancja akustyczna jest określona przez gęstość materiału i prędkość fal dźwiękowych, które są określane przez materiał, przez który przemieszczają się. Jeśli dwa materiały mają różne impedancje akustyczne, dźwięk będzie odzwierciedlał strukturę, tworząc odczyt z sonogramu. Różnica w impedancji akustycznej określi, ile dźwięku zostanie odbite i ile będzie nadal transmitowane przez ciało. Impedancja akustyczna kryształu i powietrza jest bardzo różna, więc nie będzie transmisji ultradźwięków poza powierzchnię przetwornika.
Warstwy kryształów w szeregu
Aby zminimalizować impedancję akustyczną między kryształem a ciałem, kilka warstw szeregowo umieszcza się między kryształem a powierzchnią przetwornika. Stosuje się wiele warstw, poczynając od warstwy o impedancji akustycznej zbliżonej do impedancji kryształu, a kończąc na warstwie, której impedancja akustyczna jest bliska impedancji skóry. Zmniejsza to odbicia i pozwala propagować więcej dźwięku przez ciało.
Żel
Żel ultradźwiękowy nakłada się na skórę w celu usunięcia powietrza między przetwornikiem a ciałem. Eliminuje to odbicie, które byłoby spowodowane różnicą impedancji akustycznej powietrza. Żel ultradźwiękowy pomaga w propagacji fal dźwiękowych w organizmie.
Produkcja obrazów
Fale ultradźwiękowe odbijają tkanki. Te odbicia nazywane są echami i wracają przez żel ultradźwiękowy, odpowiednie warstwy i kryształ. Z kryształu fale ultradźwiękowe są przekształcane z energii mechanicznej na energię potencjalną lub napięcie elektryczne. Energia ta jest przesyłana do reszty systemu ultradźwiękowego w celu konwersji na obraz cyfrowy.