Princíp činnosti ultrazvukového prístroja

Ultrazvukové vyšetrenie (ultrazvuk) je neinvazívna diagnostická procedúra, ktorá využíva vysokofrekvenčné zvukové vlny na získanie obrazu vnútorných orgánov tela. Tento článok poskytuje informácie o tom, ako pracuje ultrazvukové zariadenie.

Termín „ultrazvuk“ označuje frekvenciu, ktorá je nad rozsahom ľudského sluchu. Ultrazvuk, ktorý je známy aj ako diagnostická lekárska sonografia, nie je invazívnym zobrazovacím postupom, ktorý zahŕňa použitie vysokofrekvenčných zvukových vĺn na diagnostiku, ako aj na terapeutické účely. Považuje sa za bezpečnejší ako röntgenové žiarenie a CT, pretože nezahŕňa použitie ionizujúceho žiarenia.

Ultrazvukové stroje

Ultrazvukový prístroj je počítačovo integrovaný diagnostický nástroj, ktorý sa skladá z vysielača, procesora, monitora, klávesnice s ovládacími tlačidlami, úložného zariadenia a tlačiarne. Jeho komponenty spolu vytvárajú obraz vnútorných orgánov.

Ultrazvuková vizualizácia a reverzný piezoelektrický efekt

Piezoelektrické kryštály sú kryštály, ktoré vytvárajú náboj, keď sú vystavené mechanickému namáhaniu. Premena mechanickej energie na elektrickú energiu sa nazýva piezoelektrický efekt. Kremeň, titaničitan bárnatý, niobát olovnatý, titanát olovnatý zirkoničitan a iné sú niektoré z piezoelektrických materiálov. V prípade ultrazvuku sa vytvárajú pulzné ultrazvukové vlny pomocou piezoelektrických kryštálov, ktoré sú umiestnené v ručnej sonde, nazývanej senzor. Keď je elektrický prúd aplikovaný na piezoelektrický kryštál, spôsobuje mechanické namáhanie. Toto sa nazýva inverzný piezoelektrický efekt. Tento reverzný piezoelektrický efekt produkuje ultrazvukové vlny.

Keď sa na tieto kryštály aplikuje elektrický prúd, vedie to k rýchlej zmene tvaru. To spôsobuje, že kryštály produkujú zvukové vlny, ktoré sa šíria smerom von. Keď sa tieto zvukové vlny vrátia a zasiahnu kryštály, vydávajú elektrický prúd.

Frekvencia použitá pre ultrazvuk je v rozsahu 2 - 15 MHz. Existuje inverzný vzťah medzi vlnovou dĺžkou a frekvenciou ultrazvukových vĺn. Vysokofrekvenčné ultrazvukové vlny majú krátku vlnovú dĺžku a ultrazvukové vlny s nízkou frekvenciou majú veľkú vlnovú dĺžku. Vysoké frekvencie sa používajú na skenovanie orgánov alebo tkanív, ktoré sú blízko povrchu. Vysokofrekvenčné vlny poskytujú obraz s vysokým rozlíšením. Hoci nízke čiastkové vlny môžu preniknúť hlbšími štruktúrami, poskytujú obraz s nízkym rozlíšením.

Ultrazvukové komponenty

V súčasnosti sú ultrazvukové prístroje ľahko dostupné a široko používané na diagnostické účely. Pozrime sa, ako sa vytvárajú ultrazvukové vlny a vysielajú sa cez tieto stroje.

Centrálna procesorová jednotka (CPU)

Procesor obsahuje napájací zdroj pre konvertor, ako aj mikroprocesor, ktorý odkazuje na sadu vodičov spájajúcich procesor so zvyškom počítača. Jeho úlohou je získavať údaje a poskytovať výstupy spracovaním údajov v súlade s trasou. Pri ultrazvuku procesor vyšle do senzora elektrický prúd a spracováva informácie prenášané procesorom v 2D alebo 3D obraze. Tieto obrázky je možné vidieť na monitore.

senzor

Snímač je súčasťou ultrazvukového skenovania. Termín „prevodník“ je zariadenie, ktoré transformuje energiu z jednej formy na druhú. Toto zariadenie funguje ako vysielač aj prijímač. Počas ultrazvuku aplikujte gél v špecifickej časti tela, aby sa zabránilo skresleniu zvukových vĺn. Sonda sa pohybuje touto časťou tela tam a späť. Použitie elektrického prúdu v kryštáloch v meniči vedie k tvorbe ultrazvukových vĺn. Odraz ultrazvukovej vlny sa vyskytuje na hranici rôznych typov tkaniva. Snímač premieňa ozveny mechanickej energie alebo ultrazvukové vlny, ktoré sa odrážajú od cieľového orgánu alebo tkaniva, na elektrický prúd. Procesor potom spracováva informácie o poli a amplitúde zvuku a čas strávený ultrazvukovými vlnami, ktoré sa odrážajú na senzore, aby vytvorili 2D alebo 3D obrazy vnútorných orgánov.

Ostatné komponenty

➞ Technik Sonogram môže pomocou klávesnice pridávať poznámky a merať obrázky. Snímač pulznej regulácie možno použiť na zmenu trvania a frekvencie ultrazvukových impulzov alebo na zmenu režimu skenovania.

Processed Spracované údaje z procesora sa konvertujú na obrázok, ktorý je možné vidieť na monitore.

Processed Spracované údaje a / alebo obrázky možno uložiť na pevný disk spolu so zdravotnými záznamami pacienta.

➞ Ultrazvukový technik môže tiež vybrať obrázok, ktorý možno vytlačiť pomocou termálnej tlačiarne pripojenej k ultrazvuku.

Ultrazvuk má rôzne aplikácie v diagnostike, ale stal sa nevyhnutným pre analýzu vývoja plodu. Zatiaľ čo bežný ultrazvuk poskytuje dvojrozmerný obraz pre trojrozmernú ľudskú anatómiu, teraz môžete vytvárať 3D a 4D obrazy. Kým 3D skenovanie fotografií embrya sa vykonáva v troch dimenziách, pohyblivé trojrozmerné obrazy embrya sa nazývajú 4D skenovanie. Hoci vedľajšie účinky nesúviseli s použitím ultrazvuku, vyjadrili sa obavy z možnej súvislosti medzi zneužívaním ultrazvuku a tepelnými účinkami ultrazvukových vĺn. Napríklad, ak sonda zostane na jednom mieste po dlhú dobu, môže to viesť k zvýšeniu teploty na tomto mieste. Na zníženie týchto rizík je nevyhnutné, aby ultrazvukový prístroj používal skúsený technik.

Princíp ultrazvukového stroja. Ultrazvukový senzor

Pod ultrazvukom rozumieme zvukové vlny, ktorých frekvencia je mimo rozsahu frekvencií vnímaných ľudským uchom.

Objav ultrazvuku siaha až k pozorovaniu letu netopierov. Vedci, zaslepujúci netopiere, zistili, že tieto zvieratá nestrácajú svoju orientáciu počas letu a môžu sa vyhnúť prekážkam. Po tom, čo si zakryli aj uši, sa roztrhla orientácia v priestore netopierov a narazili na prekážky. To viedlo k záveru, že netopiere v tme sú vedené zvukovými vlnami, ktoré nie sú zachytené ľudským uchom. Tieto pozorovania boli urobené už v XVII storočí, zároveň bol navrhnutý termín "ultrazvuk". Bat pre orientáciu v priestore vyžaruje krátke pulzy ultrazvukových vĺn. Tieto impulzy, odrazené od prekážok, sú po určitom čase vnímané uchom netopiera (fenomén ozveny). V čase, ktorý prechádza od momentu vyžarovania ultrazvukového impulzu do vnímania odrazeného signálu, zviera určí vzdialenosť k objektu. Okrem toho netopier môže tiež určiť smer, ktorým sa vracia signál ozveny, lokalizáciu objektu v priestore. Vysiela ultrazvukové vlny a potom vníma odrazený obraz okolitého priestoru.

Princíp umiestnenia ultrazvuku spočíva v prevádzke mnohých technických zariadení. Podľa takzvaného princípu pulzného ozvenu funguje sonar, ktorý určuje polohu nádoby vzhľadom na húfy rýb alebo morského dna (ozvena ozveny), ako aj ultrazvukové diagnostické zariadenia používané v medicíne: zariadenie vyžaruje ultrazvukové vlny, potom vníma odrazené signály a čas, ktorý uplynie od okamihu žiarenia do okamihu vnímania signálu ozveny, určuje priestorovú polohu odrazovej štruktúry.

Čo sú zvukové vlny?

Zvukové vlny sú mechanické vibrácie, ktoré sa šíria v priestore ako vlny, ktoré sa vyskytujú po vrhnutí kameňa do vody. Šírenie zvukových vĺn do veľkej miery závisí od látky, v ktorej sa šíria. To sa vysvetľuje skutočnosťou, že zvukové vlny sa vyskytujú len vtedy, keď častice hmoty oscilujú.

Keďže zvuk sa môže šíriť iba z materiálnych objektov, vo vákuu sa nevytvára zvuk (pri skúškach sa často kladie otázka „spätné zasypávanie“: ako sa zvuk šíri vo vákuu?).

Zvuk v prostredí sa môže šíriť v pozdĺžnom aj priečnom smere. Ultrazvukové vlny v kvapalinách a plynoch sú pozdĺžne, pretože jednotlivé častice média oscilujú pozdĺž smeru šírenia zvukovej vlny. Ak rovina, v ktorej častice média oscilujú, je umiestnená v pravom uhle k smeru šírenia vĺn, ako napríklad v prípade morských vĺn (oscilácie častíc vo vertikálnom smere a šírenie vĺn v horizontálnej rovine), hovoria o priečnych vlnách. Takéto vlny sú tiež pozorované v tuhých látkach (napríklad v kostiach). V mäkkých tkanivách sa ultrazvuk šíri hlavne vo forme pozdĺžnych vĺn.

Keď sú jednotlivé častice pozdĺžnej vlny posunuté smerom k sebe, ich hustota, a teda tlak v substancii média na tomto mieste sa zvyšuje. Ak sa častice od seba odlišujú, lokálna hustota látky a tlak v tomto mieste sa znižujú. Ultrazvuková vlna vytvára zónu s nízkym a vysokým tlakom. Pri prechode ultrazvukovej vlny cez tkanivo sa tento tlak veľmi rýchlo mení v mieste média. Aby sa odlíšil tlak vytváraný ultrazvukovou vlnou od konštantného tlaku média, nazýva sa tiež premenlivý alebo akustický tlak.

Parametre zvukovej vlny

Parametre zvukovej vlny zahŕňajú:

Amplitúda (A), napríklad maximálny akustický tlak („výška vlny“).

Frekvencia (v), t.j. počet oscilácií za 1 s. Jednotka frekvencie je Hertz (Hz). V diagnostických prístrojoch používaných v medicíne používajte frekvenčný rozsah od 1 do 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, zvyčajne v rozsahu 2,5-15 MHz).

Vlnová dĺžka (λ), t.j. vzdialenosť od susedného hrebeňa vlny (presnejšie, minimálna vzdialenosť medzi bodmi s rovnakou fázou).

Rýchlosť šírenia alebo rýchlosť zvuku (-ov). Záleží na médiu, v ktorom sa šíri zvuková vlna, ako aj na frekvencii.

Tlak a teplota majú významný účinok, ale vo fyziologickom teplotnom rozsahu sa tento účinok môže zanedbať. Pre každodennú prácu je užitočné si uvedomiť, že čím hustejšie prostredie, tým väčšia rýchlosť zvuku v ňom.

Rýchlosť zvuku v mäkkých tkanivách je asi 1500 m / s a ​​zvyšuje sa so zvyšujúcou sa hustotou tkaniva.

Tento vzorec je kľúčový pre lekársku echografiu. S jeho pomocou je možné vypočítať vlnovú dĺžku λ ultrazvuku, ktorá umožňuje určiť minimálnu veľkosť anatomických štruktúr, ktoré sú stále viditeľné ultrazvukom. Tieto anatomické štruktúry, ktorých veľkosť je menšia ako dĺžka ultrazvukovej vlny, s ultrazvukom sú nerozoznateľné.

Vlnová dĺžka umožňuje získať pomerne hrubý obraz a nie je vhodný na vyhodnotenie malých štruktúr. Čím vyššia je ultrazvuková frekvencia, tým menšia je vlnová dĺžka a veľkosť anatomických štruktúr, ktoré sa ešte dajú rozlíšiť.

Možnosť detailovania sa zvyšuje so zvyšujúcou sa frekvenciou ultrazvuku. To znižuje hĺbku prenikania ultrazvuku do tkaniva, t.j. jeho prenikajúca schopnosť sa znižuje. S rastúcou frekvenciou ultrazvuku sa teda znižuje dostupná hĺbka výskumu tkaniva.

Vlnová dĺžka ultrazvuku použitého v echografii na štúdium tkanív sa pohybuje od 0,1 do 1 mm. Menšie anatomické štruktúry nie je možné identifikovať.

Ako získať ultrazvuk?

Piezoelektrický efekt

Výroba ultrazvuku používaného v lekárskej diagnostike je založená na piezoelektrickom účinku - schopnosti kryštálov a keramiky deformovať pôsobením pôsobiaceho napätia. Pri pôsobení striedavého napätia sa periodicky deformujú kryštály a keramika, t.j. vznikajú mechanické vibrácie a vytvárajú sa ultrazvukové vlny. Piezoelektrický efekt je reverzibilný: ultrazvukové vlny spôsobujú deformáciu piezoelektrického kryštálu, ktorý je sprevádzaný výskytom merateľného elektrického napätia. Piezoelektrické materiály teda slúžia ako generátory ultrazvukových vĺn a ich prijímače.

Keď sa objaví ultrazvuková vlna, šíri sa v spojovacom médiu. "Pripojenie" znamená, že medzi ultrazvukovým generátorom a prostredím, v ktorom je distribuovaný, je veľmi dobrá vodivosť zvuku. Na tento účel sa zvyčajne používa štandardný ultrazvukový gél.

Na uľahčenie prechodu ultrazvukových vĺn z tuhej keramiky piezoelektrického prvku do mäkkých tkanív je potiahnutý špeciálnym ultrazvukovým gélom.

Pri čistení ultrazvukového senzora je potrebná opatrnosť! Zodpovedajúca vrstva vo väčšine ultrazvukových senzorov sa zhoršuje pri opätovnom spracovaní alkoholom z „hygienických“ dôvodov. Preto pri čistení ultrazvukového senzora je nutné striktne dodržiavať pokyny pripojené k zariadeniu.

Štruktúra ultrazvukového senzora

Generátor ultrazvukových vibrácií sa skladá z piezoelektrického materiálu, väčšinou keramického, na prednej a zadnej strane, kde sú elektrické kontakty. Zodpovedajúca vrstva sa aplikuje na prednú stranu smerom k pacientovi, ktorá je navrhnutá pre optimálny ultrazvuk v tkanive. Na zadnej strane sú piezoelektrické kryštály pokryté vrstvou, ktorá silne absorbuje ultrazvuk, ktorý zabraňuje odrazu ultrazvukových vĺn v rôznych smeroch a obmedzuje pohyblivosť kryštálu. To nám umožňuje zaistiť, aby ultrazvukový snímač vyžaroval čo najkratšie ultrazvukové impulzy. Trvanie impulzu je určujúcim faktorom v axiálnom rozlíšení.

Senzor pre ultrazvuk v b-móde spravidla pozostáva z mnohých malých, vedľa seba susediacich keramických kryštálov, ktoré sú konfigurované individuálne alebo v skupinách.

Ultrazvukový senzor je veľmi citlivý. To je na jednej strane vysvetlené tým, že vo väčšine prípadov obsahuje keramické kryštály, ktoré sú veľmi krehké, na druhej strane tým, že súčasti senzora sú umiestnené veľmi blízko pri sebe a môžu byť posunuté alebo rozbité mechanickým trepaním alebo nárazom. Cena moderného ultrazvukového senzora závisí od typu zariadenia a je približne rovnaká ako cena vozidla strednej triedy.

Pred prepravou ultrazvukového zariadenia bezpečne upevnite ultrazvukový senzor na prístroj a odpojte ho. Senzor sa pri páde ľahko rozbije a aj menšie trasenie môže spôsobiť vážne poškodenie.

V rozsahu frekvencií používaných v lekárskej diagnostike nie je možné získať ostro zaostrený lúč, podobný laseru, s ktorým je možné „sondovať“ tkanivá. Aby sa však dosiahlo optimálne priestorové rozlíšenie, je potrebné usilovať sa čo najviac znížiť priemer ultrazvukového lúča (ako synonymum ultrazvukového lúča sa niekedy používa termín „ultrazvukový lúč“), ktorý zdôrazňuje, že v prípade ultrazvukového poľa ide o priestorovú štruktúru, ktorá má ideálne minimum. priemer).

Čím menší je ultrazvukový lúč, tým lepšie sú detaily anatomických štruktúr viditeľné pomocou ultrazvuku.

Preto je ultrazvuk zameraný čo možno najviac v určitej hĺbke (o niečo hlbšie, ako je študovaná štruktúra), takže ultrazvukový lúč vytvára „pás“. Zameriavajú ultrazvuk buď pomocou „akustických šošoviek“ alebo aplikovaním pulzných signálov na rôzne piezokeramické prvky snímača s rôznymi vzájomnými posunmi v čase. Súčasné zaostrenie na väčšiu hĺbku vyžaduje zvýšenie aktívneho povrchu alebo otvoru ultrazvukového snímača.

Keď je senzor zaostrený, v ultrazvukovom poli sú tri zóny:

Najjasnejší ultrazvukový obraz sa získa, keď sa predmet, ktorý je predmetom štúdie, nachádza v ohniskovej zóne ultrazvukového lúča. Objekt sa nachádza v ohniskovej zóne, keď má ultrazvukový lúč najmenšiu šírku, čo znamená, že jeho rozlíšenie je maximálne.

V blízkosti ultrazvuku

Blízka zóna je priamo susediaca s ultrazvukovým snímačom. Tu sa ultrazvukové vlny emitované povrchom rôznych piezokeramických prvkov navzájom prekrývajú (inými slovami, dochádza k interferencii ultrazvukových vĺn), preto sa vytvára ostro nehomogénne pole. Vysvetlite to jasným príkladom: ak hodíte do vody hrsť kamienkov, potom sa kruhové vlny, ktoré sa od seba líšia, navzájom prekrývajú. V blízkosti miesta, kde padá kamienok, čo zodpovedá blízkej zóne, sú vlny nepravidelné, ale v určitej vzdialenosti sa postupne približujú ku kruhovému tvaru. Skúste aspoň raz tento experiment s deťmi pri chôdzi v blízkosti vody! Výrazná nehomogenita blízkej ultrazvukovej zóny vytvára fuzzy obraz. Samotné homogénne médium v ​​blízkej zóne vyzerá ako striedavé svetlé a tmavé pruhy. Preto je blízka ultrazvuková zóna na hodnotenie obrazu takmer alebo vôbec nevhodná. Tento efekt je najvýraznejší v konvexných a sektorových senzoroch, ktoré emitujú rozbiehavý ultrazvukový lúč; Pre lineárny senzor je najmenej výrazná heterogenita blízkych zón.

Je možné určiť, do akej miery sa blízka ultrazvuková zóna šíri, ak otáčaním gombíka zosilňujete signál a súčasne sledujete ultrazvukové pole v blízkosti snímača. Blízka ultrazvuková zóna môže byť rozpoznaná bielym listom v blízkosti senzora. Skúste porovnať blízku zónu lineárnych a sektorových snímačov.

Pretože blízka ultrazvuková zóna nie je použiteľná pri hodnotení obrazu objektu, počas ultrazvukového vyšetrenia, snažia sa minimalizovať blízku zónu a používať ju rôznymi spôsobmi na jej odstránenie z oblasti, ktorá je predmetom štúdie. To sa môže uskutočniť napríklad výberom optimálnej polohy senzora alebo elektronickým vyrovnaním nerovností ultrazvukového poľa. Ale v praxi je to najjednoduchšie dosiahnuť pomocou takzvaného pufra naplneného vodou, ktorý je umiestnený medzi senzorom a predmetom štúdie. To vám umožňuje zobraziť hluk blízkej zóny z miesta študovaného objektu. Ako tlmivý roztok sa zvyčajne používajú špeciálne dýzy pre jednotlivé snímače alebo univerzálnu gélovú podložku. Namiesto vody sa v súčasnosti používajú silikónové plastové dýzy.

S povrchným usporiadaním študovaných štruktúr môže použitie pufra významne zlepšiť kvalitu ultrazvukového obrazu.

Oblasť zamerania

Ohnisková zóna sa vyznačuje tým, že na jednej strane je priemer (šírka) ultrazvukového lúča tu najmenší a na druhej strane v dôsledku pôsobenia zbernej šošovky je intenzita ultrazvuku najväčšia. To umožňuje vysoké rozlíšenie, t.j. schopnosť jasne rozlíšiť detaily objektu. Anatomická formácia alebo objekt, ktorý sa má skúmať, sa preto musí nachádzať v oblasti zaostrenia.

Ďalšia ultrazvuková oblasť

Vo vzdialenej ultrazvukovej zóne sa ultrazvukový lúč rozbieha. Pretože ultrazvukový lúč je pri prechode cez tkanivo oslabený, intenzita ultrazvuku, najmä jeho vysokofrekvenčnej zložky, sa znižuje. Oba tieto procesy nepriaznivo ovplyvňujú rozlíšenie a tým aj kvalitu ultrazvukového obrazu. Preto v štúdii v ďalekej ultrazvukovej zóne sa stratí čírosť objektu - čím viac je od senzora.

Rozlíšenie zariadenia

Rozlíšenie optického a akustického systému vizuálneho výskumu je určené minimálnou vzdialenosťou, pri ktorej sú dva objekty v obraze vnímané ako samostatné. Rezolúcia je dôležitým kvalitatívnym ukazovateľom charakterizujúcim efektívnosť metódy zobrazovacieho výskumu.

V praxi sa často prehliada, že zvýšenie rozlíšenia je zmysluplné len vtedy, keď sa predmet, ktorý je predmetom štúdie, podstatne líši v jeho akustických vlastnostiach od okolitých tkanív, t.j. má dostatočný kontrast. Zvýšenie rozlíšenia v neprítomnosti dostatočného kontrastu nezlepší diagnostické schopnosti štúdie. Axiálne rozlíšenie (v smere šírenia ultrazvukového lúča) leží v oblasti zdvojenej hodnoty vlnovej dĺžky. Prísne povedané, životnosť jednotlivých vyžarovaných impulzov je rozhodujúca. Stáva sa to o niečo viac ako dve po sebe nasledujúce výkyvy. To znamená, že so snímačom s pracovnou frekvenciou 3,5 MHz by sa mali tkanivové štruktúry 0,5 mm teoreticky vnímať ako samostatné štruktúry. V praxi sa to pozoruje len za podmienky, že štruktúry sú dostatočne kontrastné.

Bočné (laterálne) rozlíšenie závisí od šírky ultrazvukového lúča, ako aj od zaostrenia, a teda od hĺbky vyšetrenia. V tomto ohľade sa rozlíšenie veľmi líši. Najvyššie rozlíšenie je pozorované v ohniskovej zóne a je približne 4-5 vlnových dĺžok. Bočné rozlíšenie je teda 2-3 krát slabšie ako axiálne rozlíšenie. Typickým príkladom je ultrazvuk pankreatického kanála. Lumen kanála môže byť jasne viditeľný iba vtedy, keď je kolmý na smer ultrazvukového lúča. Časti vedenia umiestnené vľavo a vpravo z iného uhla už nie sú viditeľné, pretože axiálne rozlíšenie je silnejšie ako bočné.

Sagitálne rozlíšenie závisí od šírky ultrazvukového lúča v rovine kolmej na skenovaciu rovinu a charakterizuje rozlíšenie v smere kolmom na smer šírenia a následne hrúbku obrazovej vrstvy. Sagitálne rozlíšenie je zvyčajne horšie ako axiálne a laterálne. V inštrukciách pripojených k ultrazvuku sa tento parameter spomína len zriedka. Treba však predpokladať, že sagitálne rozlíšenie nemôže byť lepšie ako laterálne rozlíšenie a že tieto dva parametre sú porovnateľné iba v sagitálnej rovine v ohniskovej zóne. Pri väčšine ultrazvukových snímačov je sagitálne zaostrenie nastavené do určitej hĺbky a nie je jasne vyjadrené. V praxi sa sagitálne zaostrovanie ultrazvukového lúča uskutočňuje použitím zodpovedajúcej vrstvy v senzore ako akustickej šošovky. Variabilné zaostrenie kolmé na rovinu obrazu, teda zmenšenie hrúbky tejto vrstvy je dosiahnuteľné len pomocou matice piezoelementov.

V prípadoch, keď je výskumný pracovník poverený podrobným popisom anatomickej štruktúry, je potrebné ju skúmať v dvoch vzájomne kolmých rovinách, ak to umožňujú anatomické vlastnosti študovanej oblasti. Rozlíšenie sa zároveň znižuje z axiálneho smeru na laterálny az laterálneho na sagitálny.

Typy ultrazvukových snímačov

V závislosti od umiestnenia piezoelektrických prvkov existujú tri typy ultrazvukových snímačov:

V lineárnych senzoroch sú piezoelektrické prvky umiestnené pozdĺž priamky oddelene alebo v skupinách a paralelne emitujú ultrazvukové vlny v tkanive. Po každom prechode tkaninou sa objaví obdĺžnikový obraz (po dobu 1 s - približne 20 obrázkov alebo viac). Výhodou lineárnych snímačov je možnosť dosiahnuť vysoké rozlíšenie v blízkosti umiestnenia snímača (t.j. relatívne vysoká kvalita obrazu v blízkej zóne), nevýhodou je malé pole ultrazvukového prehľadu vo veľkej hĺbke (to je spôsobené tým, že na rozdiel od konvexných a sektorových senzory, ultrazvukové lúče lineárneho senzora sa nerozlišujú).

Senzor fázového poľa sa podobá lineárnemu senzoru, ale je menší. Skladá sa zo série kryštálov s oddelenými nastaveniami. Snímače tohto typu vytvárajú na monitore obraz sektorového snímača. Zatiaľ čo v prípade mechanického sektorového snímača je smer ultrazvukového impulzu určený otáčaním piezoelektrického prvku, pri práci so senzorom s fázovým radom sa pomocou smeru (fázového posunu) všetkých aktivovaných kryštálov získa smerovaný zaostrený ultrazvukový lúč. To znamená, že jednotlivé piezoelektrické prvky sú aktivované s časovým oneskorením a v dôsledku toho je ultrazvukový lúč emitovaný v šikmom smere. To vám umožní zaostriť ultrazvukové lúče v súlade s úlohou štúdie (elektronické zaostrovanie) a zároveň výrazne zlepšiť rozlíšenie v požadovanej časti ultrazvukového obrazu. Ďalšou výhodou je schopnosť dynamicky zaostriť prijímaný signál. V tomto prípade je zaostrenie počas príjmu signálu nastavené na optimálnu hĺbku, čo tiež výrazne zlepšuje kvalitu obrazu.

V senzore mechanického sektora sú ultrazvukové vlny v dôsledku mechanického kmitania prvkov snímača vyžarované v rôznych smeroch, takže obraz je vytvorený vo forme sektora. Po každom prechode tkaninou sa vytvorí obraz (10 alebo viac za 1 s). Výhodou sektorového snímača je, že umožňuje získať široké zorné pole vo veľkej hĺbke a nevýhodou je, že nie je možné študovať v blízkej zóne, pretože zorné pole v blízkosti snímača je príliš úzke.

V konvexnom senzore sú piezoelektrické prvky umiestnené pozdĺž seba v oblúku (zakrivený senzor). Kvalita obrazu je krížením medzi obrazom získaným lineárnymi a sektorovými senzormi. Konvexný senzor, podobne ako lineárny, sa vyznačuje vysokým rozlíšením v blízkej zóne (hoci nedosahuje rozlíšenie lineárneho senzora) a zároveň je široké zorné pole v hĺbke tkaniva podobné sektorovému senzoru.

Len s dvojrozmerným usporiadaním prvkov ultrazvukového meniča vo forme matrice je možné zamerať ultrazvukový lúč súčasne v bočnom a sagitálnom smere. Táto takzvaná matica piezoelementov (alebo dvojrozmerná matica) navyše umožňuje získať údaje o troch rozmeroch, bez ktorých nie je možné skenovať množstvo tkaniva pred senzorom. Výroba matrice piezoelektrických prvkov je náročný proces, ktorý vyžaduje použitie najnovších technológií, preto len nedávno výrobcovia začali vybavovať svoje ultrazvukové zariadenia konvexnými senzormi.

hi-electric.com

Dôležitou funkčnou časťou ultrazvukového prístroja je snímač alebo snímač. Prostredníctvom neho sa vizualizácia vyšetrovaných orgánov vykonáva počas ultrazvukového zákroku, pretože vytvára ultrazvukové vlny a prijíma ich spätné mapovanie.

Náklady na ultrazvukové diagnostické zariadenie a jeho funkčnosť priamo závisí od sady snímačov. Pred zakúpením ultrazvukového prístroja musíte určiť účel, na ktorý sa bude používať.

Pri výbere snímača je tiež potrebné vziať do úvahy, že sa líšia v hĺbke prieniku do vyšetrených orgánov.

Funkcie snímača

Podľa rozsahu a účelu existuje niekoľko typov ultrazvukových snímačov:

  • univerzálne vonkajšie;
  • na vyšetrenie povrchových orgánov;
  • kardiológie;
  • pediatrická;
  • Intrakavitární.
Univerzálny externý senzor umožňuje stráviť väčšinu ultrazvuku, okrem brušnej a operačnej
  • Kardiológia - používa sa na vyšetrenie srdca. Okrem toho sa takéto ultrazvukové senzory používajú na transesofageálne vyšetrenie srdca.
  • Na vyšetrenie sa používa univerzálny ultrazvukový vonkajší senzor. Môže sa aplikovať na dospelých pacientov aj na deti.
  • Pre, a tiež používa špeciálny senzor pre povrchovo umiestnené orgány.
  • Senzory používané v pediatrickej praxi majú vyššiu prevádzkovú frekvenciu v porovnaní s podobnými zariadeniami určenými pre dospelých pacientov.
  • Intracavitárne senzory sú rozdelené do nasledujúcich typov:
    1. transuretrálna;
    2. intraoperačnej;
    3. Biopsia.

Hlavné typy zariadení

V závislosti od typu ultrazvukových skenerov existujú tri hlavné typy snímačov pre ultrazvukové stroje - sektor, konvexné a lineárne. Senzory pre ultrazvukové zariadenia sektora fungujú na frekvencii 1,5 až 5 MHz. Potreba jeho aplikácie vzniká, ak chcete získať väčší prienik do hĺbky a viditeľnosti na malej ploche. Zvyčajne sa používa na vyšetrenie srdca a medzirebrových priestorov.

Konvexné snímače majú frekvenciu 2-7,5 MHz, ich hĺbka prieniku dosahuje 25 cm, majú jednu vlastnosť, ktorú treba brať do úvahy - šírka výsledného obrazu je väčšia ako veľkosť samotného snímača. To je dôležité pre určenie anatomických orientačných bodov. Ich výhodou je, že rovnomerne a pevne zapadajú do kože pacienta. Takéto senzory sú určené na vyšetrenie hlbokých orgánov - sú to brušné orgány, panvové orgány a urogenitálny systém, ako aj bedrové kĺby. Pri práci s ním je potrebné vziať do úvahy pleť pacienta a nastaviť požadovanú frekvenciu prieniku ultrazvukovej vlny.

Oddeleným typom sú 3D a 4D odmerné senzory. Sú to mechanické zariadenie s prstencovým alebo uhlovým výkyvom a rotáciou. Pomocou nich sa zobrazí skenovanie orgánov, ktoré sa potom prevedú na trojrozmerný obraz. 4D zariadenie umožňuje zobraziť orgány vo všetkých šmykových projekciách.

Senzory pre lineárne ultrazvukové stroje majú frekvenciu 5-15 MHz, ich hĺbka prieniku dosahuje 10 cm a vďaka tejto vysokej frekvencii môžete na obrazovke získať vysokokvalitný obraz. Pri práci s lineárnymi senzormi dochádza k deformácii obrazu na okrajoch. Je to preto, že je nerovnomerne pripojený k pacientovej koži. Sú určené na ultrazvukové vyšetrenie orgánov, ktoré sú umiestnené na povrchu. Sú to prsné žľazy, kĺby a svaly, cievy, štítna žľaza.

Odrody prevodníkov

Okrem týchto troch hlavných typov sa pre ultrazvukové skenery používajú nasledujúce snímače:

  1. Mikrokonvexný menič je typ konvexný, určený na použitie v pediatrickej praxi. Používa sa na vyšetrenie bedrových kĺbov a orgánov brušnej dutiny, močového systému.
  2. Dvojplošník - umožňuje získať obraz orgánov v pozdĺžnom a priečnom reze.
  3. Fázový sektorový prevodník - určený na použitie v kardiológii, na ultrazvukové vyšetrenie mozgu. Je vybavený fázovým radom, ktorý umožňuje skúmať ťažko dostupné miesta.
  4. Katétrové prevodníky - určené na vloženie do ťažko prístupných miest - nádob, srdca.
  5. Intrakavitárne dutiny sú rektálne a vaginálne, ako aj rektálne vaginálne typy transduktorov používaných v pôrodníctve, urológii a gynekológii.
  6. Ceruzky - používajú sa na ultrazvuk žíl a tepien končatín a krku.
  7. Video endoskopické - tieto zariadenia sú kombináciou troch v jednom - ultrazvuku, gastrofibroskopu a bronchofibroskopu.
  8. Laparoskopické sú tenké trubicovité prevodníky s radiátorom na konci. V nich môže byť koniec ohýbaný ako v jednej rovine, tak v dvoch rovinách. Existujú modely, v ktorých koniec nie je ohnutý. Všetky sa používajú pri laparoskopii. Ovládajú sa špeciálnym joystickom. Takéto modely sú tiež rozdelené na lineárnu, bočnú, konvexnú a fázovanú s priamym prehľadom.

Okrem toho sa v praxi používajú ultrazvukové maticové snímače s dvojrozmernou mriežkou. Sú jedno a pol a dvojrozmerné. Polutomermerovye vám umožní získať maximálne rozlíšenie v hrúbke.

Pomocou dvojrozmerného zariadenia môžete získať obrázok ako 4D. Zároveň zobrazujú obraz na obrazovke v niekoľkých projekciách a úsekoch.

Snímač je najvýznamnejšou časťou ultrazvukového prístroja. Funkčnosť a cena ultrazvukového prístroja závisí od sady snímačov. Preto pred nadobudnutím konkrétneho senzora musíte presne určiť oblasť použitia. Pri výbere snímača je potrebné brať do úvahy hĺbku a povahu polohy orgánov. V tomto článku sme sa rozhodli zvážiť hlavné typy a použitie ultrazvukových snímačov.

Ak potrebujete kúpiť senzor pre ultrazvukové stroje alebo obnoviť použitý prístroj, radi Vám poradíme a nájdeme pre vás tú najlepšiu voľbu!

Existujú 3 typy ultrazvukového skenovania - lineárne, konvexné a sektorové. Senzory ultrazvuku majú spoluhlásky: lineárne, konvexné a sektorové.

Frekvencia snímača je 5-15 MHZ, hĺbka skenovania je až 10 cm.V dôsledku vysokej frekvencie signálu sa obraz zobrazuje s vysokým rozlíšením. Pri použití takého senzora je ťažké zabezpečiť rovnomerné priľnutie k testovaciemu orgánu, čo vedie k skresleniu obrazu pozdĺž okrajov. Lineárne snímače sú ideálne pre vyšetrovanie orgánov umiestnených na povrchu, svalov, ciev a malých kĺbov.

Frekvencia 2-7,5, hĺbka do 25 cm Šírka obrazu je o niekoľko centimetrov väčšia ako veľkosť samotných snímačov. Pri určovaní presných anatomických orientácií nezabudnite vziať túto funkciu do úvahy. Senzory tohto typu sa používajú na skenovanie hlbokých orgánov, ako sú bedrové kĺby, urogenitálny systém, brušná dutina. V závislosti od pleti pacienta je nastavená požadovaná frekvencia.

Ide o druh konvexného senzora, ktorý sa používa v pediatrii. Pomocou tohto senzora sa vykonávajú rovnaké štúdie ako s konvexným senzorom.

Prevádzková frekvencia je 1,5-5 MHz. Používa sa v situáciách, ktoré vyžadujú veľký prehľad v hĺbke z malej oblasti. Používa sa na štúdium medzirebrových priestorov a srdca.

Sektorové fázované senzory

Používa sa v kardiológii. Vďaka sektorovému fázovému usporiadaniu je možné meniť uhol lúča v skenovacej rovine, čo umožňuje pozerať sa za jar, za rebrami alebo za očami (pre výskum mozgu). Senzor môže pracovať v režime konštantnej vlny alebo kontinuálneho vlnového doplnku, pretože Má schopnosť nezávisle prijímať a vydávať rôzne časti mriežky.

Tieto senzory zahŕňajú vaginálne (zakrivenie 10-14 mm), rektálne, rektálne-vaginálne (zakrivenie 8-10 mm), tento typ senzora sa používa v oblasti pôrodníctva, gynekológie, urológie.

Skladajú sa z kombinovaných radiátorov - konvexných + lineárnych alebo konvexných + konvexných. Pomocou týchto snímačov je možné obraz získať ako v pozdĺžnom, tak aj v priečnom reze. Okrem bi-plánu, tam sú tri-plánovacie senzory s jednorazovým obrazom od všetkých žiaričov.

3D / 4D priestorové snímače

Mechanické snímače s rotáciou krúžku alebo uhlovým výkyvom. Dávajú možnosť vykonávať šmykové skenovanie orgánov, potom sa údaje konvertujú skenerom na trojrozmerný obraz. 4D je trojrozmerný obraz v reálnom čase. Umožňuje zobraziť všetky obrázky rezu.

Senzory s dvojrozmernou mriežkou. Rozdelené na:

  • 1,5D (jeden a pol). Súčet prvkov pozdĺž šírky mriežky je menší ako dĺžka. To poskytuje maximálne rozlíšenie hrúbky.
  • 2D (dvojrozmerné). Mriežka je obdĺžnik s veľkým počtom prvkov v dĺžke a šírke. Umožňujú vám získať 4D obraz a zároveň zobraziť niekoľko projekcií a plátkov.

Zariadenie, pomocou ktorého odrazený ultrazvukový signál z ľudského tela vstupuje do zariadenia na ďalšie spracovanie a vizualizáciu, je senzor. Oblasti lekárskeho použitia sú určené najmä typom senzorov pracujúcich s ultrazvukovým prístrojom a prítomnosťou rôznych prevádzkových režimov.

senzor je to zariadenie, ktoré vyžaruje signál požadovanej frekvencie, amplitúdy a tvaru pulzu a tiež prijíma signál odrazený od študovaných tkanív, prevádza ho na elektrickú formu a prenáša na ďalšie zosilnenie a spracovanie.

Existuje veľký počet senzorov, ktoré sa líšia v spôsobe skenovania, v aplikácii, ako aj v senzoroch, ktoré sa líšia v type použitého konvertora.

Spôsobom skenovania

Z možných spôsobov, ako získať informácie o biologických štruktúrach, najrozšírenejšia metóda získavania dvojrozmerného obrazu (režim B). Pre tento režim existujú rôzne typy implementácie skenovania.

Sektorové (mechanické) skenovanie. Pri senzoroch sektorového mechanického skenovania dochádza k uhlovému posunu ultrazvukového lúča v dôsledku oscilácie alebo rotácie okolo osi ultrazvukového snímača, ktorý vysiela a prijíma signály. Osa ultrazvukového lúča sa pohybuje okolo rohu, takže obraz vyzerá ako sektor.

Lineárne elektronické skenovanie. Pri tomto spôsobe skenovania sa nemení uhlový smer ultrazvukového lúča, lúč sa pohybuje paralelne k sebe tak, že začiatok lúča sa pohybuje pozdĺž pracovnej plochy snímača v priamke. Oblasť zobrazenia má tvar obdĺžnika.

Konvexné elektronické skenovanie. Kvôli geometrii mriežky, ktorá je odlišná od lineárnej, lúče nie sú navzájom rovnobežné, ale rozchádzajú sa ako ventilátor v určitom uhlovom sektore. Kombinuje výhody lineárneho a sektorového skenovania.

Mikrokonvexné elektronické skenovanie. Tento typ skenovania je v podstate podobný konvexnému. Mikrokonvexné zorné pole má rovnaký vzhľad ako sektorové mechanické skenovanie. Niekedy tento typ skenovania patrí k jednému z typov sektorového skenovania, jediný rozdiel je v menšom polomere zakrivenia pracovnej plochy snímača (nie viac ako 20-25 mm).

Elektronické skenovanie v rámci fázového sektora. Rozdiel medzi fázovým skenovaním a lineárnym skenovaním je ten, že pri každej sonde sa na žiarenie používajú všetky prvky poľa. Na uskutočnenie takéhoto skenovania generátory impulzov budenia vytvárajú pulzy rovnakého tvaru, ale s časovým posunom.

Lekárskou aplikáciou

V závislosti od oblasti, v ktorej sa bude štúdia vykonávať, sa vyberie senzor. Okrem toho výber jedného alebo iného typu senzora je ovplyvnený hĺbkou umiestnenia vyšetrovaného orgánu alebo tkaniva a ich dostupnosťou. Prvým krokom pri optimalizácii obrazu je výber najvyššej frekvencie pre požadovanú hĺbku prieskumu.

1. Univerzálne senzory pre externé vyšetrenie. Používa sa na štúdie panvových orgánov a abdominálnej oblasti u dospelých a detí. V podstate sú univerzálne používané konvexné senzory s pracovnou frekvenciou 3,5 MHz pre dospelých; 5 MHz pre pediatriu; 2,5 MHz pre hlboké orgány. Uhlová veľkosť snímacieho sektora: 40-90 ° (menej ako 115 °), dĺžka oblúka pracovnej plochy - 36-72 mm.

2. Senzory pre povrchové orgány. Používajú sa na skúmanie plytko umiestnených malých orgánov a štruktúr - štítnej žľazy, periférnych ciev, kĺbov atď. Prevádzkové frekvencie sú 7,5 MHz, niekedy 5 alebo 10 MHz. Najčastejšie používaný lineárny senzor, 29-50 mm, zriedka konvexný, mikrokonvexný alebo sektorový mechanický s vodnou dýzou s dĺžkou oblúka 25-48 mm.

3. Intracavitálne senzory. Existuje široká škála intrakavitárnych senzorov, ktoré sa líšia v oblastiach lekárskeho použitia.

ü Intraoperačné snímače. pretože Pretože snímače sa vkladajú do prevádzkového poľa, musia byť veľmi kompaktné. Spravidla používajú lineárne prevodníky dlhé 38-64 mm. Niekedy sa používajú konvexné meniče s veľkým polomerom zakrivenia. Prevádzková frekvencia je 5 alebo 7,5 MHz.

ü Transesofageálne senzory. Tento typ senzora sa používa na vyšetrenie srdca z pažeráka. Riadiaci systém pozorovacieho uhla je navrhnutý na rovnakom princípe ako flexibilný endoskop a je podobný. Používa sa mechanické, konvexné alebo fázové sektorové skenovanie s prevádzkovou frekvenciou 5 MHz.

ü Intravaskulárne senzory. Používa sa na invazívne vyšetrenie krvných ciev. Skenovanie - sektorový kruhový kotúč, 360 °. Prevádzková frekvencia 10 MHz a viac.

ü Transvaginálne (intravaginálne) senzory. Existujú sektorové mechanické alebo mikrokonvexné typy s uhlom pohľadu od 90º do 270º. Prevádzková frekvencia je 5, 6 alebo 7,5 MHz. Os sektora je zvyčajne umiestnená v určitom uhle voči osi snímača. Niekedy sa používajú senzory s dvomi meničmi, v ktorých sú skenovacie roviny navzájom pod uhlom 90 °. Takéto senzory sa volajú biplanovymi.

ü Transrektálne snímače. Používa sa hlavne na diagnostiku prostatitídy. Prevádzková frekvencia je 7,5 MHz, menej často 4 a 5 MHz. Transrektálne senzory používajú niekoľko typov skenovania. Pri sektorovom mechanickom skenovaní v kruhovom sektore (360 °) je skenovacia rovina kolmá na os snímača. Ďalší typ snímača využíva lineárny ultrazvukový menič s polohou pozdĺž osi snímača. Po tretie, konvexný menič sa používa s pozorovacou rovinou prechádzajúcou osou senzora.

Špecifickým znakom týchto senzorov je prítomnosť prívodného kanála vody na naplnenie gumového vrecka, ktoré sa nosí na pracovnej časti.

ü Transuretrálne senzory. Snímače s malým priemerom vložené cez močovú trubicu do močového mechúra pomocou mechanického alebo kruhového (360 °) skenovania s prevádzkovou frekvenciou 7,5 MHz.

4. Kardiálne senzory. Znakom skúmania srdca je pozorovanie medzikrstového priestoru. Pre takéto štúdie sa používajú sektorové snímače mechanického snímania (jednoprvkové alebo s prstencovou mriežkou) a fázované elektronické snímače. Prevádzková frekvencia je 3,5 alebo 5 MHz. V poslednom čase sa transesofageálne senzory používajú v špičkových nástrojoch s farebným Dopplerovým mapovaním.

5. Senzory pre pediatriu. V pediatrii sa používajú rovnaké snímače ako pre dospelých, ale s vyššou frekvenciou 5 alebo 7,5 MHz. To umožňuje vyššiu kvalitu obrazu kvôli malej veľkosti pacientov. Okrem toho sa používajú špeciálne snímače. Napríklad sektorový alebo mikrokonvexný senzor s frekvenciou 5 alebo 6 MHz sa používa na skúmanie mozgu novorodencov cez pružinu.

6. Senzory biopsie. Používa sa na presné zacielenie bioptických alebo prepichovacích ihiel. Na tento účel špeciálne navrhnuté snímače, v ktorých ihla môže prechádzať cez otvor (alebo štrbinu) na pracovnom povrchu (otvor). Kvôli technologickej zložitosti vykonávania týchto senzorov (čo výrazne zvyšuje náklady na bioptický senzor) sa často používajú adaptéry na biopsiu - zariadenia na ukazovanie ihiel biopsie. Adaptér je odnímateľný, pevne namontovaný na tele bežného snímača.

7. Multifrekvenčné snímače. Snímače so širokým prevádzkovým frekvenčným pásmom. Senzor pracuje na rôznych prepínateľných frekvenciách v závislosti od toho, o akú hĺbku sa výskumník zaujíma.

8. Dopplerove senzory. Používa sa na získanie informácií o rýchlostnom alebo rýchlostnom spektre prietoku krvi v cievach. V našom prípade sa ultrazvukové vlny odrážajú od krvných častíc a táto zmena je priamo závislá od rýchlosti prietoku krvi.

Snímač je jednou z najdôležitejších častí ultrazvukového prístroja. Záleží na snímači, ktoré orgány a v akej hĺbke je možné vyšetrovať. Napríklad senzor určený pre deti nebude dostatočne silný na to, aby preskúmal orgány dospelých pacientov a naopak.

Cena ultrazvukového skenera závisí vo veľkej miere od sady snímačov, ktoré sú súčasťou súpravy. Preto pred nákupom musíte presne poznať oblasť použitia prístroja.

Ultrazvukové snímače je možné zakúpiť samostatne od zariadenia. Je potrebné pripomenúť, že pre rôzne modely skenerov sa vyrábajú rôzne modely snímačov. Pred objednaním snímača sa uistite, že je vhodný pre váš skener. Napríklad senzory pre prenosné ultrazvukové stroje nemusia byť vhodné pre stacionárne modely a naopak.

Typy ultrazvukových snímačov

Pracovná frekvencia je 5-15 MHz. Hĺbka skenovania je malá (až 10 cm). Vďaka vysokej frekvencii signálu je možné získať obraz s vysokým rozlíšením. Tento typ senzora zaisťuje úplnú zhodu študovaného orgánu s polohou snímača. Nevýhodou je, že je obtiažne zaistiť rovnomerné uchytenie senzora na telo pacienta. Nerovnomerné prispôsobenie vedie k skresleniu obrazu pozdĺž okrajov.

Lineárne ultrazvukové senzory môžu byť použité na štúdium povrchových orgánov, svalov a malých kĺbov, krvných ciev.

Prevádzková frekvencia je 2-7,5 MHz. Hĺbka skenovania je až 25 cm a šírka snímača je niekoľko centimetrov široká. Ak chcete zistiť presné anatomické orientačné body špecialista by mal zvážiť túto funkciu.

Konvexné senzory sa používajú na snímanie hlbokých orgánov: brušnej dutiny, urogenitálneho systému a bedrových kĺbov. Vhodné pre chudých aj pre deti a pre obéznych ľudí (v závislosti od zvolenej frekvencie).

Microconvex - je detský typ konvexného senzora. S pomocou toho istého výskumu sa vykonáva rovnako ako konvexný senzor.

Prevádzková frekvencia je 1,5-5 MHz. Používa sa v prípadoch, keď je potrebné získať malý prehľad o hĺbke. Používa sa na štúdium medzirebrových priestorov, srdca.

Sektorové fázované senzory

Používa sa v kardiológii. Sektorové fázové pole umožňuje zmeniť uhol lúča v rovine skenovania. To vám umožní pozerať sa za rebrá, jar alebo za očami (pre výskum mozgu). Možnosť nezávislého príjmu a vyžarovania rôznych častí mriežky umožňuje pracovať v režime konštantnej vlny alebo kontinuálnej dopplerov.

Inband senzory. Vaginálne (zakrivenie 10-14 mm), rektálne alebo rektálne vaginálne (zakrivenie 8-10 mm). Určené pre výskum a oblasť gynekológie, urológie, pôrodníctva.

Pozostáva z dvoch kombinovaných žiaričov. Konvexné + konvexné alebo pravítko + konvexné. Nechajte prijímať obrázky v priečnom aj pozdĺžnom reze. Okrem bi-plánu, tam sú trojplášťové senzory so súčasným zobrazovaním obrazov zo všetkých žiaričov.

3D / 4D priestorové snímače

Mechanické snímače s rotáciou krúžku alebo uhlovým valcovaním. Povolené je automatické skenovanie orgánov, po ktorom sú skenerom prevedené na trojrozmerný obraz. 4D - trojrozmerný obraz v reálnom čase. Môžete zobraziť všetky obrázky rezu.

Senzory s dvojrozmernou mriežkou. Zdieľať na:

  • 1,5D (jeden a pol). Počet prvkov pozdĺž šírky mriežky je menší ako dĺžka. To poskytuje maximálne rozlíšenie hrúbky.
  • 2D (dvojrozmerné). Mriežka je obdĺžnik s veľkým počtom prvkov v dĺžke a šírke. Umožní prijímať obraz 4D a súčasne zobraziť niekoľko projekcií a výrezov.

Senzory ceruzky (CW)

Snímače so samostatným prijímačom a vysielačom. Používa sa na tepny, žily končatín a krku - 4-8 MHz, srdce - 2 MHz.

Gastrofibroskop / bronkhofibroskop a ultrazvuk sú kombinované v jednom zariadení.

Snímače ihly (katétra)

Mikrosenzory na vstup do ťažko prístupných dutín, nádob, srdca.

Na konci je tenká trubica s chladičom. Senzor môže byť použitý na riadenie počas laparoskopických operácií. V rôznych modeloch môže byť hrot ohnutý v jednej rovine alebo v dvoch rovinách alebo nie je vôbec ohnutý. Kontrola sa vykonáva pomocou joysticku, podobne ako flexibilné endoskopy. Vysielač môže byť lineárny, konvexný, fázovaný s priamym pohľadom, v závislosti od modelu.

Ultrazvuk, zvuková frekvencia viac ako 16 kHz, človek nevníma, ale rýchlosť jeho šírenia vo vzduchu je známa a je 344 m / s. S údajmi o rýchlosti zvuku a čase jeho šírenia je možné vypočítať presnú vzdialenosť, ktorou ultrazvuková vlna prešla. Tento princíp je základom činnosti ultrazvukových snímačov.

Široko sa používajú v rôznych oblastiach výroby a v niektorých smeroch sú univerzálnym prostriedkom na riešenie mnohých problémov automatizácie technologických procesov. Takéto senzory sa používajú na určenie vzdialenosti a umiestnenia rôznych objektov.

Určenie hladiny kvapaliny (napríklad spotreba paliva v doprave), detekcia štítkov, vrátane transparentných, sledovanie pohybu objektu, meranie vzdialenosti, sú len niektoré z možných aplikácií ultrazvukových snímačov.

Spravidla existuje mnoho zdrojov znečistenia vo výrobe, čo môže byť problém pre mnoho mechanizmov, ale ultrazvukový senzor, kvôli zvláštnostiam jeho prevádzky, sa absolútne nebojí znečistenia, pretože telo snímača, ak je to potrebné, môže byť spoľahlivo chránené pred možnými mechanickými účinkami.

Ultrazvuková frekvencia je v rozsahu od 65 kHz do 400 kHz, v závislosti od typu snímača a frekvencia opakovania impulzov je medzi 14 Hz a 140 Hz. Regulátor spracuje údaje a vypočíta vzdialenosť objektu.

Aktívny rozsah ultrazvukového senzora je rozsah detekcie prevádzky. Detekčný rozsah je vzdialenosť, v ktorej ultrazvukový senzor dokáže detegovať objekt, a nezáleží na tom, či sa objekt približuje k citlivému prvku v axiálnom smere alebo sa pohybuje po zvukovom kužeľi.

Existujú tri hlavné režimy činnosti ultrazvukových snímačov: opačný režim, režim difúzie a režim reflexu.

Protichodný režim je charakterizovaný dvoma samostatnými zariadeniami, vysielačom a prijímačom, ktoré sú umiestnené oproti sebe. Ak je ultrazvukový lúč prerušený predmetom, výstup sa aktivuje. Tento režim je vhodný pre prácu v náročných podmienkach, kde je dôležitá odolnosť voči rušeniu. Ultrazvukový lúč prechádza signalizačnou vzdialenosťou len raz. Toto riešenie je drahé, pretože vyžaduje inštaláciu dvoch zariadení - vysielača a prijímača.

Je vybavený vysielačom a prijímačom umiestneným v rovnakom balení. Náklady na takúto inštaláciu sú oveľa nižšie, ale doba odozvy je dlhšia ako v opačnom režime.

Rozsah detekcie tu závisí od uhla dopadu na objekt a od vlastností povrchu objektu, pretože lúč musí byť odrazený od povrchu detekovaného objektu.

Pre reflexný režim sú vysielač a prijímač tiež v rovnakom puzdre, avšak ultrazvukový lúč je teraz odrazený od reflektora. Objekty v detekčnom rozsahu sú detegované meraním zmien vzdialenosti, ktorou sa ultrazvukový lúč pohybuje, a odhadom straty absorpcie alebo odrazu odrazeného signálu. Pomocou tohto režimu činnosti snímača sa dajú ľahko rozpoznať predmety pohlcujúce zvuk, ako aj predmety s uhlovými povrchmi. Dôležitou podmienkou je, že poloha referenčného reflektora by sa nemala meniť.

Ďalšia možnosť použitia infrazvuku v priemysle -.