Badanie ultrasonograficzne (ultradźwięki) jest nieinwazyjną procedurą diagnostyczną, która wykorzystuje fale dźwiękowe wysokiej częstotliwości w celu uzyskania obrazów narządów wewnętrznych ciała. Ten artykuł zawiera informacje na temat działania urządzenia ultradźwiękowego.

Termin „ultradźwięki” odnosi się do częstotliwości powyżej zakresu ludzkiego słuchu. Ultradźwięki, znane również jako diagnostyczna sonografia medyczna, nie są inwazyjną procedurą obrazowania, która obejmuje wykorzystanie fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości do celów diagnostycznych oraz terapeutycznych. Uważany jest za bezpieczniejszy niż promieniowanie rentgenowskie i CT, ponieważ nie wiąże się z użyciem promieniowania jonizującego.

Maszyna ultradźwiękowa

Maszyna ultradźwiękowa to zintegrowane komputerowo narzędzie diagnostyczne składające się z nadajnika, procesora, monitora, klawiatury z przyciskami sterującymi, urządzenia pamięci masowej i drukarki. Jego komponenty współpracują ze sobą, tworząc obrazy organów wewnętrznych.

Ultradźwiękowa wizualizacja i odwrotny efekt piezoelektryczny

Kryształy piezoelektryczne to kryształy, które generują ładunek, gdy są poddawane obciążeniom mechanicznym. Konwersja energii mechanicznej na energię elektryczną nazywana jest efektem piezoelektrycznym. Kwarc, tytanian baru, niobian ołowiu, cyrkonian tytanu ołowiu i inne są niektórymi z materiałów piezoelektrycznych. W przypadku ultradźwięków pulsacyjne fale ultradźwiękowe są tworzone przy użyciu kryształów piezoelektrycznych, które umieszczane są w ręcznej sondzie, zwanej czujnikiem. Gdy prąd elektryczny jest doprowadzany do kryształu piezoelektrycznego, powoduje on naprężenia mechaniczne. Nazywa się to odwrotnym efektem piezoelektrycznym. Ten odwrotny efekt piezoelektryczny wytwarza fale ultradźwiękowe.

Gdy prąd elektryczny jest przykładany do tych kryształów, prowadzi to do szybkiej zmiany ich kształtu. Powoduje to, że kryształy wytwarzają fale dźwiękowe, które rozprzestrzeniają się na zewnątrz. Kiedy te fale dźwiękowe wracają i uderzają w kryształy, emitują prąd elektryczny.

Częstotliwość wykorzystywana do ultradźwięków mieści się w zakresie 2–15 MHz. Istnieje odwrotna zależność między długością fali a częstotliwością fal ultradźwiękowych. Fale ultradźwiękowe o wysokiej częstotliwości mają krótką długość fali, a fale ultradźwiękowe o niskiej częstotliwości mają dużą długość fali. Wysokie częstotliwości służą do skanowania organów lub tkanek znajdujących się blisko powierzchni. Fale o wysokiej częstotliwości dają obrazy o wysokiej rozdzielczości. Chociaż fale niskocząstkowe mogą przenikać do głębszych struktur, zapewniają obraz o niskiej rozdzielczości.

Komponenty ultradźwiękowe

Obecnie urządzenia ultradźwiękowe są łatwo dostępne i szeroko stosowane do celów diagnostycznych. Dowiedzmy się, w jaki sposób fale ultradźwiękowe są tworzone i transmitowane przez te maszyny.

Central Processing Unit (CPU)

Procesor zawiera zasilacz konwertera, a także mikroprocesor, który odnosi się do zestawu przewodów łączących procesor z resztą komputera. Jego zadaniem jest pozyskiwanie danych i dostarczanie danych wyjściowych poprzez przetwarzanie danych zgodnie z trasą. W ultradźwiękach procesor wysyła prąd elektryczny do czujnika i przetwarza informacje przesyłane przez procesor w obrazie 2D lub 3D. Te obrazy można zobaczyć na monitorze.

Czujnik

Przetwornik jest częścią badania USG. Termin „przetwornik” to urządzenie, które przekształca energię z jednej postaci w drugą. To urządzenie działa zarówno jako nadajnik, jak i odbiornik. Podczas ultradźwięków nałóż żel w określonej części ciała, aby zapobiec zniekształceniom fal dźwiękowych. Sonda porusza się tam i z powrotem przez tę część ciała. Wykorzystanie prądu elektrycznego w kryształach przetwornika prowadzi do generowania fal ultradźwiękowych. Odbicie fali ultradźwiękowej występuje na granicy różnych rodzajów tkanek. Przetwornik przetwarza echa energii mechanicznej lub fale ultradźwiękowe, które są odbijane od docelowego narządu lub tkanki, na prąd elektryczny. Procesor przetwarza następnie informacje o polu i amplitudzie dźwięku oraz czasie, jaki fale ultradźwiękowe odbijają na czujniku, aby tworzyć obrazy 2D lub 3D narządów wewnętrznych.

Inne elementy

Ian Technik Sonogram może używać klawiatury do dodawania notatek i mierzenia obrazów. Czujnik kontroli pulsu może być używany do zmiany czasu trwania i częstotliwości impulsów ultradźwiękowych lub zmiany trybu skanowania.

Processed Przetworzone dane z procesora są konwertowane na obraz widoczny na monitorze.

Processed Przetworzone dane i / lub obrazy można zapisać na dysku twardym wraz z dokumentacją medyczną pacjenta.

Ian Technik ultradźwięków może również wybrać obraz, który można wydrukować za pomocą drukarki termicznej podłączonej do ultradźwięków.

Ultradźwięki mają różne zastosowania w diagnostyce, ale stały się niezbędne do analizy rozwoju płodu. Podczas gdy konwencjonalne ultradźwięki zapewniają dwuwymiarowy obraz dla trójwymiarowej anatomii człowieka, można teraz tworzyć obrazy 3D i 4D. Podczas gdy skanowanie 3D zarodków odbywa się w trzech wymiarach, ruchome trójwymiarowe obrazy zarodka nazywane są skanowaniem 4D. Chociaż skutki uboczne nie były związane ze stosowaniem ultradźwięków, wyrażano obawy co do możliwego związku między nadużywaniem ultradźwięków a efektami termicznymi fal ultradźwiękowych. Na przykład, jeśli sonda pozostaje w jednym miejscu przez dłuższy czas, może to prowadzić do wzrostu temperatury w tym miejscu. Aby zmniejszyć to ryzyko, konieczne jest, aby urządzenie ultradźwiękowe było używane przez doświadczonego technika.

Zasada działania urządzenia ultradźwiękowego. Czujnik ultradźwiękowy

Pod ultradźwiękami rozumiem fale dźwiękowe, których częstotliwość jest poza zakresem częstotliwości odbieranych przez ludzkie ucho.

Odkrycie ultradźwięków datuje się od obserwacji lotu nietoperzy. Naukowcy, zawiązując oczy nietoperzom, odkryli, że zwierzęta te nie tracą orientacji w locie i mogą unikać przeszkód. Ale kiedy zakryli uszy, orientacja w przestrzeni nietoperzy została złamana i napotkali przeszkody. Doprowadziło to do wniosku, że nietoperze w ciemnościach są kierowane przez fale dźwiękowe, które nie są chwytane przez ludzkie ucho. Obserwacje te poczyniono już w XVII wieku, jednocześnie zaproponowano określenie „USG”. Kij do orientacji w przestrzeni emituje krótkie impulsy fal ultradźwiękowych. Impulsy te, odbite od przeszkód, są po pewnym czasie odbierane przez ucho nietoperza (zjawisko echa). W zależności od czasu, jaki upływa od momentu promieniowania impulsu ultradźwiękowego do percepcji odbijanego sygnału, zwierzę określa odległość do obiektu. Ponadto nietoperz może również określić kierunek, w którym sygnał echa jest zwracany, lokalizację obiektu w przestrzeni. W ten sposób wysyła fale ultradźwiękowe, a następnie odbiera odbity obraz otaczającej przestrzeni.

Zasada lokalizacji ultradźwięków leży u podstaw działania wielu urządzeń technicznych. Zgodnie z tak zwaną zasadą impulsowego echa, działa sonar, który określa położenie statku względem ławic ryb lub dna morskiego (echosonda), a także urządzeń diagnostyki ultradźwiękowej stosowanych w medycynie: urządzenie emituje fale ultradźwiękowe, a następnie odbiera odbite sygnały, i w czasie, jaki upłynął od momentu promieniowania do momentu postrzegania sygnału echa, określ położenie przestrzenne struktury odbijającej.

Czym są fale dźwiękowe?

Fale dźwiękowe są mechanicznymi wibracjami, które rozprzestrzeniają się w przestrzeni jak fale, które pojawiają się po wrzuceniu kamienia do wody. Propagacja fal dźwiękowych w dużej mierze zależy od substancji, w której się rozprzestrzeniają. Tłumaczy to fakt, że fale dźwiękowe występują tylko wtedy, gdy cząstki materii oscylują.

Ponieważ dźwięk może być propagowany tylko z obiektów materialnych, żaden dźwięk nie jest wytwarzany w próżni (w egzaminach często zadawane jest pytanie „zasypywanie”: jak rozprowadza się dźwięk w próżni?).

Dźwięk w środowisku może rozprzestrzeniać się zarówno w kierunku wzdłużnym, jak i poprzecznym. Fale ultradźwiękowe w cieczach i gazach są podłużne, ponieważ pojedyncze cząstki medium oscylują wzdłuż kierunku propagacji fali dźwiękowej. Jeśli płaszczyzna, w której oscylują cząstki medium, znajduje się pod kątem prostym do kierunku propagacji fali, jak na przykład w przypadku fal morskich (oscylacje cząstek w kierunku pionowym i propagacja fali w poziomie) mówić o falach poprzecznych. Takie fale obserwuje się również w ciałach stałych (na przykład w kościach). W tkankach miękkich ultradźwięki propagują się głównie w postaci fal podłużnych.

Gdy poszczególne cząstki fali podłużnej są przemieszczane ku sobie, ich gęstość, a co za tym idzie, ciśnienie w substancji ośrodka w tym miejscu wzrasta. Jeśli cząstki różnią się od siebie, miejscowa gęstość substancji i ciśnienie w tym miejscu maleją. Fala ultradźwiękowa tworzy strefę niskiego i wysokiego ciśnienia. Po przejściu fali ultradźwiękowej przez tkankę to ciśnienie zmienia się bardzo szybko w punkcie ośrodka. Aby odróżnić ciśnienie wytwarzane przez falę ultradźwiękową od stałego ciśnienia medium, nazywane jest ono również zmiennym lub dźwiękowym ciśnieniem.

Parametry fali dźwiękowej

Parametry fali dźwiękowej obejmują:

Amplituda (A), na przykład maksymalne ciśnienie akustyczne („wysokość fali”).

Częstotliwość (v), tj. liczba oscylacji w 1 s. Jednostką częstotliwości jest herc (Hz). W urządzeniach diagnostycznych stosowanych w medycynie należy stosować zakres częstotliwości od 1 do 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, zwykle w zakresie 2,5-15 MHz).

Długość fali (λ), tj. odległość do sąsiedniego grzbietu fali (dokładniej, minimalna odległość między punktami z tą samą fazą).

Szybkość propagacji lub prędkość dźwięku (dźwięków). Zależy to od medium, w którym rozchodzi się fala dźwiękowa, a także od częstotliwości.

Ciśnienie i temperatura mają znaczący wpływ, ale w zakresie temperatury fizjologicznej efekt ten można pominąć. W codziennej pracy warto pamiętać, że im gęstsze środowisko, tym większa jest prędkość dźwięku.

Prędkość dźwięku w tkankach miękkich wynosi około 1500 m / s i wzrasta wraz ze wzrostem gęstości tkanki.

Ta formuła jest kluczowa dla echografii medycznej. Z jego pomocą można obliczyć długość fali λ ultradźwięków, co pozwala określić minimalny rozmiar struktur anatomicznych, które są nadal widoczne za pomocą ultradźwięków. Te struktury anatomiczne, których rozmiar jest mniejszy niż długość fali ultradźwiękowej, z ultradźwiękami są nie do odróżnienia.

Długość fali pozwala uzyskać dość szorstki obraz i nie nadaje się do oceny małych struktur. Im wyższa częstotliwość ultradźwięków, tym mniejsza długość fali i rozmiar struktur anatomicznych, które można jeszcze rozróżnić.

Możliwość szczegółowości wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości ultradźwięków. Zmniejsza to głębokość przenikania ultradźwięków do tkanki, tj. jego zdolność penetracji maleje. Tak więc wraz ze wzrostem częstotliwości ultradźwięków zmniejsza się dostępna głębokość badań tkanek.

Długość fali ultradźwięków stosowanych w badaniu echograficznym do badania tkanek wynosi od 0,1 do 1 mm. Mniejsze struktury anatomiczne nie mogą być zidentyfikowane.

Jak uzyskać USG?

Efekt piezoelektryczny

Produkcja ultradźwięków stosowanych w diagnostyce medycznej opiera się na efekcie piezoelektrycznym - zdolności kryształów i ceramiki do odkształcania się pod wpływem przyłożonego napięcia. Pod działaniem zmiennego napięcia, kryształy i ceramika są okresowo deformowane, tj. powstają drgania mechaniczne i powstają fale ultradźwiękowe. Efekt piezoelektryczny jest odwracalny: fale ultradźwiękowe powodują deformację kryształu piezoelektrycznego, czemu towarzyszy pojawienie się mierzalnego napięcia elektrycznego. Zatem materiały piezoelektryczne służą jako generatory fal ultradźwiękowych i ich odbiorniki.

Gdy występuje fala ultradźwiękowa, rozchodzi się w medium łączącym. „Łączenie” oznacza bardzo dobrą przewodność dźwięku między generatorem ultradźwięków a środowiskiem, w którym jest ono dystrybuowane. Aby to zrobić, zazwyczaj używaj standardowego żelu ultradźwiękowego.

Aby ułatwić przejście fal ultradźwiękowych ze stałej ceramiki elementu piezoelektrycznego do tkanek miękkich, jest on pokryty specjalnym żelem ultradźwiękowym.

Należy zachować ostrożność podczas czyszczenia czujnika ultradźwiękowego! Dopasowana warstwa w większości czujników ultradźwiękowych pogarsza się po ponownym przetworzeniu alkoholem z powodów „higienicznych”. Dlatego podczas czyszczenia czujnika ultradźwiękowego konieczne jest ścisłe przestrzeganie instrukcji dołączonych do urządzenia.

Struktura czujnika ultradźwiękowego

Generator drgań ultradźwiękowych składa się z materiału piezoelektrycznego, głównie ceramicznego, z przodu iz tyłu, którego styki elektryczne. Dopasowana warstwa jest nakładana na przednią stronę zwróconą ku pacjentowi, która jest zaprojektowana dla optymalnego ultradźwięków w tkance. Z tyłu kryształy piezoelektryczne pokryte są warstwą, która silnie absorbuje ultradźwięki, co zapobiega odbiciu fal ultradźwiękowych w różnych kierunkach i ogranicza ruchliwość kryształu. To pozwala nam upewnić się, że czujnik ultradźwiękowy emituje możliwie najkrótsze impulsy ultradźwiękowe. Czas trwania impulsu jest czynnikiem decydującym w rozdzielczości osiowej.

Czujnik ultradźwięków w trybie b z reguły składa się z wielu małych, sąsiadujących ze sobą kryształów ceramicznych, które są konfigurowane indywidualnie lub w grupach.

Czujnik ultradźwiękowy jest bardzo czuły. Wyjaśnia to z jednej strony fakt, że w większości przypadków zawiera kryształy ceramiczne, które są bardzo delikatne, z drugiej strony, że elementy czujnika są umieszczone bardzo blisko siebie i mogą być przesuwane lub łamane przy mechanicznym wstrząsaniu lub wstrząsie. Koszt nowoczesnego czujnika ultradźwiękowego zależy od rodzaju sprzętu i jest w przybliżeniu równy kosztowi samochodu klasy średniej.

Przed transportem urządzenia ultradźwiękowego bezpiecznie przymocuj czujnik ultradźwiękowy do urządzenia i lepiej go odłącz. Czujnik łatwo pęka po upuszczeniu, a nawet drobne wstrząsy mogą spowodować poważne uszkodzenia.

W zakresie częstotliwości stosowanych w diagnostyce medycznej niemożliwe jest uzyskanie ostro skupionej wiązki, podobnej do lasera, za pomocą której można „sondować” tkanki. Aby jednak uzyskać optymalną rozdzielczość przestrzenną, należy dążyć do jak największego zmniejszenia średnicy wiązki ultradźwięków (jako synonim wiązki ultradźwiękowej, czasami używa się terminu „wiązka ultradźwiękowa”), co podkreśla, że ​​w przypadku pola ultradźwiękowego, średnica).

Im mniejsza wiązka ultradźwięków, tym lepiej widoczne są szczegóły struktur anatomicznych przy pomocy ultradźwięków.

Dlatego ultradźwięki koncentrują się w miarę możliwości na określonej głębokości (nieco głębiej niż badana struktura), tak że wiązka ultradźwiękowa tworzy „talię”. Skupiają ultradźwięki za pomocą „soczewek akustycznych” lub stosując sygnały impulsowe do różnych elementów piezoceramicznych przetwornika z różnymi przesunięciami w czasie. Jednocześnie ogniskowanie na większej głębokości wymaga zwiększenia powierzchni czynnej lub apertury przetwornika ultradźwiękowego.

Gdy czujnik jest skupiony, w polu ultradźwiękowym znajdują się trzy strefy:

Najczystszy obraz ultradźwiękowy uzyskuje się, gdy badany obiekt znajduje się w strefie ogniskowej wiązki ultradźwięków. Obiekt znajduje się w strefie ogniskowej, gdy wiązka ultradźwięków ma najmniejszą szerokość, co oznacza, że ​​jego rozdzielczość jest maksymalna.

Blisko obszaru USG

Bliska strefa sąsiaduje bezpośrednio z czujnikiem ultradźwiękowym. Tutaj fale ultradźwiękowe emitowane przez powierzchnię różnych elementów piezoceramicznych nakładają się na siebie (innymi słowy, dochodzi do interferencji fal ultradźwiękowych), dlatego powstaje ostro niejednorodne pole. Wyjaśnijmy to z jasnym przykładem: jeśli rzucisz garść kamyków do wody, wtedy okrągłe fale, rozbieżne z każdym z nich, nakładają się na siebie. W pobliżu miejsca, w którym spadają kamyki, odpowiadające strefie bliskiej, fale są nieregularne, ale w pewnej odległości stopniowo zbliżają się do okręgu. Spróbuj chociaż raz zrobić ten eksperyment z dziećmi podczas spaceru w pobliżu wody! Wyraźna niejednorodność strefy bliskiej ultradźwiękom tworzy rozmyte zdjęcie. Samo jednorodne medium w strefie bliskiej wygląda jak naprzemienne jasne i ciemne paski. Dlatego strefa ultradźwięków do oceny obrazu jest prawie w ogóle nieodpowiednia. Efekt ten jest najbardziej widoczny w czujnikach wypukłych i sektorowych, które emitują rozbieżną wiązkę ultradźwiękową; W przypadku czujnika liniowego niejednorodność strefy bliskiej jest najmniej wyraźna.

Można określić, jak daleko rozprzestrzenia się strefa ultradźwięków, jeśli obracając pokrętłem wzmocnisz sygnał, jednocześnie obserwując pole ultradźwiękowe sąsiadujące z czujnikiem. Strefa w pobliżu ultradźwięków może być rozpoznana przez białą kartkę w pobliżu czujnika. Spróbuj porównać bliską strefę czujników liniowych i sektorowych.

Ponieważ strefa ultradźwięków w pobliżu nie ma zastosowania do oceny obrazu obiektu, podczas badań USG starają się zminimalizować strefę bliską i wykorzystać ją na różne sposoby, aby usunąć ją z badanego obszaru. Można to zrobić, na przykład, wybierając optymalną pozycję czujnika lub elektronicznie wyrównując nierówności pola ultradźwiękowego. Ale w praktyce najłatwiej jest to osiągnąć za pomocą tak zwanego bufora wypełnionego wodą, który jest umieszczony między czujnikiem a obiektem badania. Umożliwia to wyświetlenie szumu bliskiej strefy z lokalizacji badanego obiektu. Zwykle jako bufor stosuje się specjalne dysze do poszczególnych czujników lub uniwersalną podkładkę żelową. Zamiast wody stosuje się obecnie dysze z tworzywa sztucznego na bazie silikonu.

Dzięki powierzchownemu rozmieszczeniu badanych struktur użycie bufora może znacząco poprawić jakość obrazu ultradźwiękowego.

Pole ostrości

Strefa ogniskowania charakteryzuje się tym, że z jednej strony średnica (szerokość) wiązki ultradźwięków jest tu najmniejsza, az drugiej strony, ze względu na efekt soczewki zbierającej, natężenie ultradźwięków jest największe. Pozwala to na wysoką rozdzielczość, tj. zdolność do wyraźnego odróżnienia szczegółów obiektu. Dlatego formacja anatomiczna lub obiekt, który ma być badany, musi znajdować się w polu ostrości.

Daleki obszar ultradźwięków

W dalekiej strefie ultradźwiękowej wiązka ultradźwięków rozbiega się. Ponieważ wiązka ultradźwięków jest osłabiona podczas przechodzenia przez tkankę, intensywność ultradźwięków, zwłaszcza jej składowej o wysokiej częstotliwości, maleje. Oba te procesy niekorzystnie wpływają na rozdzielczość, a tym samym jakość obrazu USG. Dlatego w badaniu w dalekiej strefie ultradźwiękowej traci się jasność obiektu - im więcej, tym dalej od czujnika.

Rozdzielczość urządzenia

Rozdzielczość wizualnego systemu badawczego, zarówno optycznego, jak i akustycznego, jest określona przez minimalną odległość, przy której dwa obiekty na obrazie są postrzegane jako oddzielne. Rozdzielczość jest ważnym wskaźnikiem jakościowym charakteryzującym skuteczność metody badań obrazowych.

W praktyce często pomija się fakt, że zwiększenie rozdzielczości ma znaczenie tylko wtedy, gdy badany obiekt różni się zasadniczo właściwościami akustycznymi od otaczających tkanek, tj. ma wystarczający kontrast. Zwiększenie rozdzielczości przy braku wystarczającego kontrastu nie poprawia możliwości diagnostycznych badania. Rozdzielczość osiowa (w kierunku propagacji wiązki ultradźwięków) leży w obszarze podwojonej wartości długości fali. Ściśle mówiąc, czas trwania poszczególnych impulsów promieniowanych ma kluczowe znaczenie. Zdarza się trochę więcej niż dwie kolejne fluktuacje. Oznacza to, że z czujnikiem o częstotliwości roboczej 3,5 MHz, 0,5 mm struktury tkanki powinny teoretycznie być postrzegane jako oddzielne struktury. W praktyce obserwuje się to tylko pod warunkiem, że struktury są wystarczająco kontrastowe.

Rozdzielczość boczna (boczna) zależy od szerokości wiązki ultradźwięków, a także od ostrości, a tym samym od głębokości badania. Pod tym względem rozdzielczość jest bardzo zróżnicowana. Najwyższa rozdzielczość jest obserwowana w strefie ogniskowej i wynosi w przybliżeniu 4-5 długości fal. Rozdzielczość boczna jest więc 2-3 razy słabsza niż rozdzielczość osiowa. Typowym przykładem jest ultradźwięk przewodu trzustkowego. Światło kanału może być wyraźnie widoczne tylko wtedy, gdy jest prostopadłe do kierunku wiązki ultradźwięków. Części kanału znajdujące się po lewej i prawej stronie pod innym kątem nie są już widoczne, ponieważ rozdzielczość osiowa jest silniejsza niż rozdzielczość boczna.

Rozdzielczość strzałkowa zależy od szerokości wiązki ultradźwiękowej w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny skanowania i charakteryzuje rozdzielczość w kierunku prostopadłym do kierunku propagacji, aw konsekwencji grubość warstwy obrazu. Rozdzielczość strzałkowa jest zwykle gorsza niż osiowa i boczna. W instrukcjach dołączonych do urządzenia ultradźwiękowego ten parametr jest rzadko wymieniany. Należy jednak założyć, że rozdzielczość strzałkowa nie może być lepsza niż rozdzielczość boczna i że te dwa parametry są porównywalne tylko w płaszczyźnie strzałkowej w strefie ogniskowej. W przypadku większości czujników ultradźwiękowych ostrość strzałkowa jest ustawiona na określoną głębokość i nie jest wyraźnie wyrażona. W praktyce, strzałkowe ogniskowanie wiązki ultradźwięków odbywa się za pomocą dopasowanej warstwy w czujniku jako soczewki akustycznej. Zmienne ogniskowanie prostopadłe do płaszczyzny obrazu, a tym samym zmniejszenie grubości tej warstwy jest możliwe tylko za pomocą matrycy piezoelementów.

W przypadkach, w których lekarz badawczy ma szczegółowy opis struktury anatomicznej, konieczne jest zbadanie go w dwóch wzajemnie prostopadłych płaszczyznach, jeśli pozwalają na to cechy anatomiczne badanego obszaru. Jednocześnie rozdzielczość zmniejsza się od kierunku osiowego do bocznego i od bocznego do strzałkowego.

Rodzaje czujników ultradźwiękowych

W zależności od lokalizacji elementów piezoelektrycznych istnieją trzy typy czujników ultradźwiękowych:

W czujnikach liniowych elementy piezoelektryczne są rozmieszczone wzdłuż linii prostej oddzielnie lub w grupach i równolegle emitują fale ultradźwiękowe w tkance. Po każdym przejściu przez tkaninę pojawia się prostokątny obraz (przez 1 s - około 20 obrazów lub więcej). Zaletą czujników liniowych jest możliwość uzyskania wysokiej rozdzielczości w pobliżu lokalizacji czujnika (tj. Stosunkowo wysoka jakość obrazu w strefie bliskiej), wadą jest małe pole przeglądu ultradźwięków na dużej głębokości (wynika to z faktu, że w przeciwieństwie do wypukłych i sektorowych czujniki, promienie ultradźwiękowe czujnika liniowego nie różnią się).

Fazowy czujnik matrycowy przypomina czujnik liniowy, ale jest mniejszy. Składa się z serii kryształów z oddzielnymi ustawieniami. Czujniki tego typu tworzą obraz czujnika sektorowego na monitorze. Podczas gdy w przypadku mechanicznego czujnika sektorowego, kierunek impulsu ultradźwiękowego jest określony przez obrót elementu piezoelektrycznego, podczas pracy z czujnikiem z układem fazowanym, ukierunkowana skupiona wiązka ultradźwięków jest uzyskiwana przez przesunięcie czasowe (przesunięcie fazowe) wszystkich aktywowanych kryształów. Oznacza to, że poszczególne elementy piezoelektryczne są aktywowane z opóźnieniem czasowym, w wyniku czego wiązka ultradźwięków jest emitowana w kierunku ukośnym. Pozwala to na skupienie wiązki ultradźwięków zgodnie z zadaniem badania (ogniskowanie elektroniczne) i jednocześnie znacząco poprawia rozdzielczość w żądanej części obrazu USG. Kolejną zaletą jest możliwość dynamicznego ogniskowania odbieranego sygnału. W tym przypadku ostrość podczas odbioru sygnału jest ustawiana na optymalną głębokość, co również znacznie poprawia jakość obrazu.

W mechanicznym czujniku sektorowym, w wyniku mechanicznych oscylacji elementów przetwornika, fale ultradźwiękowe są wypromieniowywane w różnych kierunkach, więc obraz powstaje w postaci sektora. Po każdym przejściu przez tkaninę tworzy się obraz (10 lub więcej w ciągu 1 s). Zaletą czujnika sektorowego jest to, że pozwala uzyskać szerokie pole widzenia na dużej głębokości, a wadą jest to, że nie jest możliwe badanie w strefie bliskiej, ponieważ pole widzenia w pobliżu czujnika jest zbyt wąskie.

W czujniku wypukłym elementy piezoelektryczne są umieszczone wzdłuż siebie w łuku (zakrzywiony czujnik). Jakość obrazu to skrzyżowanie obrazu uzyskanego przez czujniki liniowe i sektorowe. Czujnik wypukły, podobnie jak czujnik liniowy, charakteryzuje się wysoką rozdzielczością w strefie bliskiej (chociaż nie osiąga rozdzielczości czujnika liniowego), a jednocześnie szerokie pole widzenia w głębokości tkanki jest podobne do czujnika sektorowego.

Jedynie dzięki dwuwymiarowemu rozmieszczeniu elementów przetwornika ultradźwiękowego w postaci matrycy możliwe jest jednoczesne ogniskowanie wiązki ultradźwięków w kierunkach bocznym i strzałkowym. Ta tak zwana matryca piezoelementów (lub dwuwymiarowa matryca) dodatkowo umożliwia uzyskanie danych w trzech wymiarach, bez których niemożliwe jest zeskanowanie ilości tkanki przed czujnikiem. Wytwarzanie matrycy elementów piezoelektrycznych jest pracochłonnym procesem, który wymaga zastosowania najnowszych technologii, dlatego dopiero niedawno producenci zaczęli wyposażać swoje urządzenia ultradźwiękowe w czujniki wypukłe.

hi-electric.com

Ważną funkcjonalną częścią urządzenia ultradźwiękowego jest czujnik lub przetwornik. To dzięki niemu wizualizacja narządów jest przeprowadzana podczas procedury ultradźwiękowej, ponieważ generuje fale ultradźwiękowe i odbiera ich odwrotne odwzorowanie.

Koszt ultradźwiękowego urządzenia diagnostycznego i jego funkcjonalność zależy bezpośrednio od zestawu czujników. Przed zakupem urządzenia ultradźwiękowego musisz określić cel, w jakim będzie on używany.

Przy wyborze przetwornika należy również wziąć pod uwagę, że różnią się one głębokością penetracji do badanych narządów.

Funkcje czujnika

W zależności od zakresu i celu istnieje kilka rodzajów czujników ultradźwiękowych:

• uniwersalny na zewnątrz;
• do badania narządów powierzchownych;
• kardiologiczny;
• pediatryczny;
• wewnątrzpożarowy.

Uniwersalny czujnik zewnętrzny pozwala na większość ultradźwięków, z wyjątkiem brzucha i pracy

• Kardiologia - używana do badania serca. Ponadto takie czujniki ultradźwiękowe są wykorzystywane do przezprzełykowego badania serca.
• Uniwersalny ultradźwiękowy czujnik zewnętrzny służy do badania i. Może być stosowany zarówno dla dorosłych pacjentów, jak i dzieci.
• Dla, a także używa specjalnego czujnika do powierzchniowo zlokalizowanych organów.
• Czujniki stosowane w praktyce pediatrycznej mają wyższą częstotliwość pracy w porównaniu z podobnym sprzętem przeznaczonym dla dorosłych pacjentów.
• Czujniki wewnątrzkomórkowe dzielą się na następujące typy:
  1. przezcewkowy;
  2. śródoperacyjny;
  3. biopsja.

Główne typy urządzeń

W zależności od rodzaju skanerów ultradźwiękowych istnieją trzy główne typy czujników do urządzenia ultradźwiękowego - sektor, wypukły i liniowy. Czujniki do urządzeń ultrasonograficznych typu sektorowego działają z częstotliwością od 1,5 do 5 MHz. Potrzeba jego zastosowania pojawia się, jeśli chcesz uzyskać większą penetrację głębokości i widoczności na małym obszarze. Zwykle służy do badania serca i przestrzeni międzyżebrowych.

Przetworniki wypukłe mają częstotliwość 2-7,5 MHz, ich głębokość penetracji sięga 25 cm, mają jedną cechę, którą należy wziąć pod uwagę - szerokość obrazu wynikowego jest większa niż rozmiar samego czujnika. Jest to ważne dla określenia anatomicznych punktów orientacyjnych. Ich zaletą jest to, że równomiernie i ciasno pasują do skóry pacjenta. Takie czujniki są przeznaczone do badania głębokich narządów - są to narządy jamy brzusznej, narządów miednicy i układu moczowo-płciowego, a także stawy biodrowe. Podczas pracy z nim należy wziąć pod uwagę cerę pacjenta i ustawić pożądaną częstotliwość penetracji fali ultradźwiękowej.

Oddzielny typ to czujniki wolumetryczne 3D i 4D. Są to urządzenia mechaniczne z pierścieniowym lub kątowym wychyleniem i obrotem. Z ich pomocą wyświetla się skanowanie organów, które następnie przekształca się w trójwymiarowy obraz. Urządzenie 4D umożliwia oglądanie narządów we wszystkich projekcjach ścinania.

Czujniki do urządzeń ultradźwiękowych typu liniowego mają częstotliwość 5-15 MHz, ich głębokość penetracji osiąga 10 cm. Dzięki tej wysokiej częstotliwości można uzyskać obraz wysokiej jakości na ekranie. Podczas pracy z liniowymi czujnikami zniekształcenia obrazu występują na krawędziach. Dzieje się tak, ponieważ jest nierównomiernie przymocowany do skóry pacjenta. Są przeznaczone do badania ultrasonograficznego narządów znajdujących się na powierzchni. Są to gruczoły sutkowe, stawy i mięśnie, naczynia, tarczyca.

Odmiany przetworników

Oprócz trzech głównych typów, do skanerów ultradźwiękowych stosuje się następujące czujniki:

1. Przetwornik mikrokonweksowy jest rodzajem wypukłym, przeznaczonym do stosowania w praktyce pediatrycznej. Służy do badania stawów biodrowych i narządów jamy brzusznej, układu moczowego.
2. Dwupłatowiec - pozwala uzyskać obrazy narządów w przekroju podłużnym i poprzecznym.
3. Przetwornik sektorowy fazowany - przeznaczony do stosowania w kardiologii, do badania ultrasonograficznego mózgu. Jest wyposażony w układ fazowy, który umożliwia eksplorację trudno dostępnych miejsc.
4. Przetworniki cewnika - przeznaczone do umieszczania w trudno dostępnych miejscach - naczyniach, sercu.
5. Jamy śródjamowe to typy przetworników odbytniczych i pochwowych oraz odbytniczo-pochwowych stosowanych w położnictwie, urologii i ginekologii.
6. Ołówki - stosowane do ultradźwięków żył i tętnic kończyn i szyi.
7. Endoskopia wideo - urządzenia te stanowią połączenie trzech w jednym - ultradźwięków, gastrofibroskopu i bronchofibroskopu.
8. Laparoskopowe są cienkimi przetwornikami w kształcie rurki z chłodnicą na końcu. W nich koniec może być wygięty zarówno w jednej płaszczyźnie, jak iw dwóch płaszczyznach. Istnieją modele, w których koniec nie jest wygięty. Wszystkie z nich są używane podczas laparoskopii. Są kontrolowane przez specjalny joystick. Takie modele są również podzielone na liniowe, boczne, wypukłe i fazowane z bezpośrednim przeglądem.

Ponadto w praktyce ultradźwięków zastosowano matryce matrycowe z dwuwymiarową siatką. Są półtora i dwuwymiarowe. Polutomermerovye pozwala uzyskać maksymalną rozdzielczość grubości.

Używając urządzenia dwuwymiarowego, możesz uzyskać obraz jako 4D. Jednocześnie wizualizują obraz na ekranie w kilku projekcjach i sekcjach.

Czujnik jest najważniejszą częścią urządzenia ultradźwiękowego. Funkcjonalność i koszt urządzenia ultradźwiękowego zależy od zestawu czujników. Dlatego przed pozyskaniem konkretnego czujnika należy dokładnie określić obszar zastosowania. Przy wyborze czujnika należy wziąć pod uwagę głębokość i charakter pozycji narządów. W tym artykule postanowiliśmy rozważyć główne typy i zastosowania czujników ultradźwiękowych.

Jeśli musisz kupić czujnik do urządzenia ultradźwiękowego lub przywrócić używany, z przyjemnością doradzimy Ci i znajdziesz dla Ciebie najlepszą opcję!

Istnieją 3 rodzaje skanowania USG - liniowe, wypukłe i sektorowe. Czujniki ultradźwięków mają nazwy spółgłoskowe: liniowe, wypukłe i sektorowe.

Częstotliwość czujnika wynosi 5-15 MHz, głębokość skanowania wynosi do 10 cm, a dzięki wysokiej częstotliwości sygnału obraz jest wyświetlany w wysokiej rozdzielczości. Przy użyciu takiego czujnika trudno jest zapewnić równomierne przyleganie do organu testowego, co prowadzi do zniekształcenia obrazu wzdłuż krawędzi. Czujniki liniowe są idealne do badania narządów znajdujących się powierzchownie, mięśni, naczyń krwionośnych i małych stawów.

Częstotliwość 2-7,5, głębokość do 25 cm Szerokość obrazu jest o kilka centymetrów większa niż rozmiar samych czujników. Pamiętaj, aby wziąć tę funkcję pod uwagę przy określaniu dokładnych punktów anatomicznych. Czujniki tego typu są używane do skanowania głębokich narządów, takich jak stawy biodrowe, układ moczowo-płciowy, jama brzuszna. W zależności od cery pacjenta ustawiana jest żądana częstotliwość.

Jest to rodzaj czujnika wypukłego, który jest stosowany w pediatrii. Za pomocą tego czujnika przeprowadzane są te same badania, co w przypadku czujnika wypukłego.

Częstotliwość pracy wynosi 1,5-5 MHz. Jest używany w sytuacjach wymagających dużego przeglądu na głębokości z małego obszaru. Służy do badania przestrzeni międzyżebrowych i serca.

Sektorowe czujniki stopniowe

Używany w kardiologii. Dzięki sektorowej macierzy fazowanej możliwe jest zmienianie kąta wiązki w płaszczyźnie skanowania, co pozwala spojrzeć za sprężynę, za żebra lub za oczy (w przypadku badań mózgu). Czujnik może pracować w trybie doplera o fali ciągłej lub fali ciągłej, ponieważ Ma zdolność do niezależnego odbierania i emitowania różnych części sieci.

Czujniki te obejmują pochwę (krzywizna 10-14 mm), odbytniczą, odbytniczo-pochwową (krzywizna 8-10 mm), ten typ czujnika jest stosowany w dziedzinie położnictwa, ginekologii, urologii.

Składają się z połączonych grzejników - wypukłych + liniowych lub wypukłych + wypukłych. Za pomocą tych czujników obraz można uzyskać zarówno w przekroju podłużnym, jak i poprzecznym. Oprócz bi-planu istnieją trzy czujniki z jednorazowym obrazem ze wszystkich emiterów.

Czujniki przestrzenne 3D / 4D

Czujniki mechaniczne z obrotem pierścieniowym lub obrotem kątowym. Dają możliwość wykonania skanowania narządów na ścinanie, a następnie dane są przekształcane przez skaner w trójwymiarowy obraz. 4D to trójwymiarowy obraz w czasie rzeczywistym. Umożliwia wyświetlanie wszystkich obrazów plasterków.

Czujniki z dwuwymiarową siatką. Podzielone na:

• 1,5D (półtora). Suma elementów wzdłuż szerokości sieci jest mniejsza niż długość. Daje to maksymalną rozdzielczość grubości.
• 2D (dwuwymiarowy). Krata jest prostokątem z dużą liczbą elementów o długości i szerokości. Pozwalają uzyskać obraz 4D i jednocześnie wyświetlić kilka projekcji i wycinków.

Urządzenie, za pomocą którego odbity sygnał ultradźwiękowy z ludzkiego ciała wchodzi do urządzenia w celu dalszego przetwarzania i wizualizacji, jest czujnikiem. Obszary zastosowania medycznego są określane głównie przez rodzaj czujników pracujących z urządzeniem ultradźwiękowym i obecność różnych trybów pracy.

Czujnik jest to urządzenie, które emituje sygnał o pożądanej częstotliwości, amplitudzie i kształcie impulsu, a także odbiera sygnał odbity od badanych tkanek, przekształca go w postać elektryczną i przekazuje do dalszej amplifikacji i przetwarzania.

Istnieje duża liczba czujników różniących się metodą skanowania, zastosowania, a także czujników, które różnią się rodzajem zastosowanego w nich konwertera.

Według metody skanowania

Możliwe sposoby uzyskania informacji o strukturach biologicznych, najbardziej rozpowszechniona metoda uzyskiwania obrazu dwuwymiarowego (tryb B). W tym trybie istnieją różne typy implementacji skanowania.

Skanowanie sektorowe (mechaniczne). W czujnikach mechanicznego skanowania sektorowego przemieszczenie kątowe wiązki ultradźwiękowej następuje na skutek oscylacji lub obrotu wokół osi przetwornika ultradźwiękowego emitującego i odbierającego sygnały. Oś wiązki ultradźwiękowej porusza się za rogiem, aby obraz wyglądał jak sektor.

Liniowe skanowanie elektroniczne. Dzięki tej metodzie skanowania kierunek kątowy wiązki ultradźwiękowej nie zmienia się, wiązka porusza się równolegle do siebie, tak że początek wiązki porusza się wzdłuż powierzchni roboczej czujnika w linii prostej. Obszar widoku ma kształt prostokąta.

Wypukłe skanowanie elektroniczne. Ze względu na geometrię sieci, która różni się od liniowej, promienie nie są równoległe do siebie, ale rozchodzą się jak wentylator w pewnym sektorze kątowym. Łączy zalety skanowania liniowego i sektorowego.

Skanowanie elektroniczne Microconvex. Ten rodzaj skanowania jest zasadniczo podobny do skanowania wypukłego. Pole widzenia w mikrokonwersji ma taki sam wygląd jak skanowanie mechaniczne w sektorze. Czasami ten typ skanowania należy do jednego z typów skanowania sektorowego, jedyną różnicą jest mniejszy promień krzywizny powierzchni roboczej czujnika (nie więcej niż 20-25 mm).

Skanowanie elektroniczne w sektorze fazowym. Różnica między skanowaniem etapowym a liniowym polega na tym, że przy każdej sondzie wszystkie elementy tablicy są wykorzystywane do promieniowania. Aby wykonać taki skan, generatory impulsów wzbudzenia tworzą impulsy o tym samym kształcie, ale z przesunięciem w czasie.

Przez zastosowanie medyczne

W zależności od obszaru, w którym zostanie przeprowadzone badanie, wybierany jest czujnik. Ponadto na wybór konkretnego typu czujnika ma wpływ głębokość lokalizacji badanego narządu lub tkanki i ich dostępność. Pierwszym krokiem w optymalizacji obrazu jest wybranie najwyższej częstotliwości dla żądanej głębokości eksploracji.

1. Uniwersalne czujniki do badania zewnętrznego. Stosowany do badań narządów miednicy i okolic brzucha u dorosłych i dzieci. Zasadniczo stosowane są uniwersalne czujniki wypukłe o częstotliwości roboczej 3,5 MHz dla dorosłych; 5 MHz dla pediatrii; 2,5 MHz dla głębokich narządów. Rozmiar kątowy sektora skanowania: 40-90 º (mniej niż 115 º), długość łuku powierzchni roboczej - 36-72 mm.

2. Czujniki narządów powierzchownych. Służą do badania płytko zlokalizowanych małych narządów i struktur - tarczycy, naczyń obwodowych, stawów itp. Częstotliwości pracy wynoszą 7,5 MHz, czasami 5 lub 10 MHz. Najczęściej stosowany czujnik liniowy, 29-50 mm, rzadko wypukły, mikrokonwytywny lub mechaniczny sektorowy z dyszą wodną o długości łuku 25-48 mm.

3. Czujniki wewnątrzjamowe. Istnieje wiele różnych czujników wewnątrzkomórkowych, które różnią się w zakresie zastosowań medycznych.

ü Czujniki śródoperacyjne. Od Ponieważ czujniki są umieszczone w polu operacyjnym, muszą być bardzo zwarte. Z reguły używają przetworników liniowych o długości 38-64 mm. Czasami używane konwertery wypukłe o dużym promieniu krzywizny. Częstotliwość robocza wynosi 5 lub 7,5 MHz.

ü Czujniki przełyku. Ten typ czujnika służy do badania serca z przełyku. Zaprojektowany na tej samej zasadzie, co elastyczny endoskop, system kontroli kąta widzenia jest podobny. Wykorzystywane jest mechaniczne, wypukłe lub fazowane skanowanie sektorowe z częstotliwością roboczą 5 MHz.

ü Czujniki wewnątrznaczyniowe. Służy do inwazyjnego badania naczyń krwionośnych. Skanowanie - mechaniczny kołowy sektor, 360 °. Częstotliwość pracy 10 MHz i więcej.

ü Czujniki przezpochwowe (dopochwowe). Istnieją sektory mechaniczne lub mikrokonweksowe o kącie widzenia od 90º do 270º. Częstotliwość robocza wynosi 5, 6 lub 7,5 MHz. Oś sektora jest zwykle umieszczona pod pewnym kątem względem osi czujnika. Czasami stosowane są czujniki z dwoma przetwornikami, w których płaszczyzny skanowania znajdują się pod kątem 90 ° względem siebie. Takie czujniki są nazywane dwupłatowiec.

ü Czujniki transrektalne. Stosowany głównie do diagnozy zapalenia gruczołu krokowego. Częstotliwość pracy wynosi 7,5 MHz, rzadziej 4 i 5 MHz. Czujniki transrektalne wykorzystują kilka rodzajów skanowania. Przy skanowaniu mechanicznym sektorowym w sektorze kołowym (360 º) płaszczyzna skanowania jest prostopadła do osi czujnika. Inny typ czujnika wykorzystuje liniowy przetwornik ultradźwiękowy z lokalizacją wzdłuż osi czujnika. Po trzecie, stosuje się przetwornik wypukły z płaszczyzną widzenia przechodzącą przez oś czujnika.

Specyficzną cechą tych czujników jest obecność kanału wlotowego wody do napełniania gumowej torby, która jest noszona na części roboczej.

ü Czujniki przezcewkowe. Czujniki o małej średnicy wkładane przez cewkę moczową do pęcherza za pomocą mechanicznego sektora lub skanów kołowych (360º) z częstotliwością roboczą 7,5 MHz.

4. Czujniki serca. Cechą badania serca jest obserwacja przez przestrzeń międzyżebrową. Do takich badań wykorzystywane są czujniki sektorowe skanowania mechanicznego (jednoelementowe lub z kratką pierścieniową) i czujniki elektroniczne fazowane. Częstotliwość pracy wynosi 3,5 lub 5 MHz. Ostatnio czujniki przezprzełykowe były stosowane w wysokiej klasy instrumentach z kolorowym mapowaniem Dopplera.

5. Czujniki do pediatrii. W pediatrii te same czujniki są używane jak u dorosłych, ale z większą częstotliwością 5 lub 7,5 MHz. Pozwala to uzyskać wyższą jakość obrazu ze względu na mały rozmiar pacjentów. Ponadto stosowane są specjalne czujniki. Na przykład, sektor lub czujnik mikrokonweksowy o częstotliwości 5 lub 6 MHz jest używany do badania mózgu noworodków przez wiosnę.

6. Czujniki biopsji. Służy do dokładnego celowania igieł biopsyjnych lub nakłuwających. W tym celu specjalnie zaprojektowane czujniki, w których igła może przechodzić przez otwór (lub szczelinę) na powierzchni roboczej (otwór). Ze względu na złożoność technologiczną wykonywania tych czujników (co znacznie zwiększa koszt czujnika biopsji), często stosowane są adaptery biopsyjne - urządzenia do wskazywania igieł biopsyjnych. Adapter jest zdejmowany, sztywno zamontowany na korpusie konwencjonalnego czujnika.

7. Czujniki wieloczęstotliwościowe. Czujniki z szerokim pasmem częstotliwości operacyjnej. Czujnik działa na różnych przełączalnych częstotliwościach, w zależności od głębokości, którą interesuje badacz.

8. Czujniki Dopplera. Służy do uzyskania informacji o widmie prędkości lub prędkości przepływu krwi w naczyniach. W naszym przypadku fale ultradźwiękowe odbijają się od cząstek krwi, a zmiana ta zależy bezpośrednio od prędkości przepływu krwi.

Czujnik jest jedną z najważniejszych części maszyny ultradźwiękowej. Zależy to od czujnika, narządów i głębokości, które można zbadać. Na przykład czujnik zaprojektowany dla dzieci nie będzie wystarczająco silny, aby zbadać narządy dorosłych pacjentów i odwrotnie.

Koszt skanera ultradźwiękowego zależy w dużej mierze od zestawu czujników zawartych w zestawie. Dlatego przed zakupem musisz dokładnie znać obszar użytkowania urządzenia.

Czujniki ultradźwiękowe można kupić oddzielnie od urządzenia. Należy pamiętać, że dla różnych modeli skanerów produkowane są różne modele czujników. Przed zamówieniem czujnika upewnij się, że pasuje do twojego skanera. Na przykład czujniki przenośnych urządzeń ultradźwiękowych mogą nie być odpowiednie dla modeli stacjonarnych i odwrotnie.

Rodzaje czujników ultradźwiękowych

Częstotliwość robocza wynosi 5-15 MHz. Głębokość skanowania jest mała (do 10 cm). Ze względu na wysoką częstotliwość sygnału pozwalają uzyskać obraz o wysokiej rozdzielczości. Ten typ czujnika zapewnia pełną zgodność badanego narządu z pozycją przetwornika. Wadą jest trudność zapewnienia jednolitego dopasowania czujnika do ciała pacjenta. Nierównomierne dopasowanie prowadzi do zniekształcenia obrazu wzdłuż krawędzi.

Liniowe czujniki ultradźwiękowe mogą być używane do badania narządów powierzchownych, mięśni i małych stawów, naczyń krwionośnych.

Częstotliwość pracy wynosi 2-7,5 MHz. Głębokość skanowania wynosi do 25 cm, a szerokość czujnika wynosi kilka centymetrów. Aby określić dokładny anatomiczny punkt orientacyjny, specjalista powinien rozważyć tę funkcję.

Czujniki wypukłe służą do skanowania głębokich narządów: jamy brzusznej, układu moczowo-płciowego i stawów biodrowych. Odpowiedni zarówno dla osób chudych, jak i dzieci oraz dla osób otyłych (w zależności od wybranej częstotliwości).

Microconvex - to pediatryczny typ czujnika wypukłego. Z jego pomocą prowadzone są te same badania, co w przypadku czujnika wypukłego.

Częstotliwość pracy wynosi 1,5-5 MHz. Jest używany w przypadkach, gdy konieczne jest uzyskanie dużego przeglądu na głębokości z małego obszaru. Służy do badania przestrzeni międzyżebrowych, serca.

Sektorowe czujniki stopniowe

Używany w kardiologii. Sektor fazowany pozwala na zmianę kąta wiązki w płaszczyźnie skanowania. To pozwala spojrzeć za żebra, wiosnę lub za oczy (do badań mózgu). Możliwość niezależnego odbioru i promieniowania różnych części sieci pozwala na pracę w trybie dopplera o stałej fali lub fali ciągłej.

Czujniki w paśmie. Pochwowy (krzywizna 10-14 mm), odbytniczy lub odbytniczo-pochwowy (krzywizna 8-10 mm). Przeznaczony do badań i ginekologii, urologii, położnictwa.

Składają się z dwóch połączonych emiterów. Wypukły + Wypukły lub linijka + Wypukły. Pozwalają odbierać obrazy zarówno w przekroju, jak i w przekroju podłużnym. Oprócz dwuplanowości istnieją trzy czujniki z jednoczesnym wyświetlaniem obrazów ze wszystkich emiterów.

Czujniki przestrzenne 3D / 4D

Czujniki mechaniczne z obrotem pierścienia lub toczeniem kątowym. Dozwolone jest przeprowadzanie automatycznego skanowania narządów, po którym dane są przekształcane przez skaner w trójwymiarowy obraz. 4D - trójwymiarowy obraz w czasie rzeczywistym. Możesz wyświetlić wszystkie obrazy plasterków.

Czujniki z dwuwymiarową siatką. Udostępnij na:

• 1,5D (półtora). Liczba elementów wzdłuż szerokości sieci jest mniejsza niż długość. Zapewnia to maksymalną rozdzielczość grubości.
• 2D (dwuwymiarowy). Siatka jest prostokątem z dużą liczbą elementów o długości i szerokości. Zezwalaj na odbieranie obrazu 4D, jednocześnie wyświetlając kilka rzutów i cięć.

Czujniki ołówkowe (CW Blind)

Czujniki z oddzielnym odbiornikiem i nadajnikiem. Używany do tętnic, żył kończyn i szyi - 4-8 MHz, serce - 2 MHz.

Gastrofibroskop / bronkhofibroskop i ultradźwięki są połączone w jednym urządzeniu.

Czujniki igłowe (cewnikowe)

Mikroczujniki do wejścia do trudno dostępnych wnęk, naczyń i serca.

Na końcu przedstaw cienką rurkę z chłodnicą. Czujnik może być używany do kontroli podczas operacji laparoskopowych. W różnych modelach końcówka może być wygięta w jednej płaszczyźnie lub w dwóch płaszczyznach lub w ogóle nie być zgięta. Sterowanie odbywa się za pomocą joysticka, podobnie jak elastyczne endoskopy. Emiter może być liniowy, wypukły, fazowany z bezpośrednim widokiem, w zależności od modelu.

Ultradźwięki, częstotliwość dźwięku powyżej 16 kHz, osoba nie dostrzega jednak prędkości jej propagacji w powietrzu i wynosi 344 m / s. Dzięki danym o prędkości dźwięku i czasie jego propagacji możliwe jest obliczenie dokładnej odległości, jaką pokonała fala ultradźwiękowa. Zasada ta stanowi podstawę działania czujników ultradźwiękowych.

Są one szeroko stosowane w różnych dziedzinach produkcji, aw pewnym sensie są uniwersalnym sposobem rozwiązywania wielu problemów automatyzacji procesów technologicznych. Takie czujniki służą do określania odległości i lokalizacji różnych obiektów.

Określenie poziomu cieczy (na przykład zużycie paliwa w transporcie), wykrywanie etykiet, w tym etykiet przezroczystych, monitorowanie ruchu obiektu, pomiar odległości, to tylko niektóre z możliwych zastosowań czujników ultradźwiękowych.

Z reguły w produkcji jest wiele źródeł zanieczyszczeń, co może stanowić problem dla wielu mechanizmów, ale czujnik ultradźwiękowy, ze względu na szczególne cechy jego działania, nie obawia się absolutnie zanieczyszczenia, ponieważ korpus czujnika, jeśli to konieczne, może być niezawodnie chroniony przed możliwymi skutkami mechanicznymi.

Częstotliwość ultradźwięków mieści się w zakresie od 65 kHz do 400 kHz, w zależności od typu czujnika, a częstotliwość powtarzania impulsów wynosi od 14 Hz do 140 Hz. Kontroler przetwarza dane i oblicza odległość do obiektu.

Aktywnym zakresem czujnika ultradźwiękowego jest zakres wykrywania działania. Zakres detekcji jest odległością, w której czujnik ultradźwiękowy może wykryć obiekt i nie ma znaczenia, czy obiekt zbliża się do czułego elementu w kierunku osiowym, czy też porusza się po stożku dźwięku.

Istnieją trzy główne tryby działania czujników ultradźwiękowych: tryb przeciwny, tryb dyfuzji i tryb refleksyjny.

Tryb przeciwny charakteryzuje się dwoma oddzielnymi urządzeniami, nadajnikiem i odbiornikiem, które są zamontowane naprzeciw siebie. Jeśli wiązka ultradźwięków zostanie przerwana przez obiekt, wyjście jest aktywowane. Ten tryb jest odpowiedni do pracy w trudnych warunkach, gdy ważna jest odporność na zakłócenia. Wiązka ultradźwiękowa tylko raz przechodzi odległość sygnalizacji. To rozwiązanie jest drogie, ponieważ wymaga instalacji dwóch urządzeń - nadajnika i odbiornika.

Jest on wyposażony w nadajnik i odbiornik znajdujące się w tym samym opakowaniu. Koszt takiej instalacji jest znacznie niższy, ale czas reakcji jest dłuższy niż w przeciwnym trybie.

Zakres detekcji zależy tutaj od kąta padania na obiekt i właściwości powierzchni obiektu, ponieważ wiązka musi być odbijana od powierzchni wykrywanego obiektu.

W trybie refleksyjnym nadajnik i odbiornik znajdują się również w tej samej obudowie, jednak wiązka ultradźwiękowa jest teraz odbijana od reflektora. Obiekty znajdujące się w zasięgu wykrywania są wykrywane przez pomiar zmian odległości, jaką przemieszcza się wiązka ultradźwiękowa, oraz przez oszacowanie utraty absorpcji lub odbicia w odbijanym sygnale. W tym trybie działania czujnika można łatwo wykryć obiekty pochłaniające dźwięk, a także obiekty o kątowych powierzchniach. Ważnym warunkiem jest to, że pozycja reflektora odniesienia nie powinna się zmieniać.

Inna opcja zastosowania infradźwięków w przemyśle -.