Характеристики ультразвука

Поскольку ультразвук имеет волновую природу, ему присущи все физические характеристики волны.

1)Частота ультразвука – число полных колебаний за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). 1 Гц = 1 колебанию в секунду. 1 мГц = 1 млн. Гц.1 кГц = 1000 Гц. С повышением частоты ультразвука повышается четкость изображения, но уменьшается глубина проникновения. Когда важна глубина проникновения в ткани, следует выбирать низкочастотный трансдуктор (излучатель, датчик).

2)Период – время, необходимое для получения одного полного цикла. Единицей измерения периода является секунда и микросекунда.

3)Длина волны – длина, которую занимает в пространстве одно полное колебание. Длина волны зависит от источника ультразвука и свойств среды. Измеряется в метрах и миллиметрах.

4)Амплитуда ультразвуковой волны – максимальное отклонение наблюдаемой физической переменной от среднего значения. При прохождении через любую среду будет наблюдаться уменьшение амплитуды и интенсивности ультразвукового сигнала, которое называется затуханием. Затухание ультразвукового сигнала вызывается поглощением, отражением и рассеиванием.

5)Скорость распространения ультразвука зависит от плотности и упругости среды. Скорость, как правило, увеличивается при увеличении упругости и уменьшении плотности. Усредненная скорость прохождения ультразвука через тело 1540 м/с, т.е. на эту скорость запрограммировано большинство ультразвуковых приборов.

При прохождении ультразвука через ткани на границе сред с различным акустическим сопротивлением и скоростью проведения ультразвука возникают явления отражение, преломление, рассеивание, поглощение.

В зависимости от угла, под которым проводится исследование, говорят о перпендикулярном и наклонном падении ультразвукового луча.

При перпендикулярном падении ультразвукового луча он может быть полностью отражен, или частично отражен, а также частично проведен через границу двух сред, при этом направление ультразвука не меняется. При большой разнице акустических сопротивлений интенсивность отражения может достигать 100 %. Примером этого служит граница воздух-мягкие ткани.

При наклонном падении ультразвукового луча определяют угол падения, угол отражения и преломления. Угол падения равен углу отражения.

Преломление – это изменение направления распространения ультразвукового луча при пересечении им границы сред с различными скоростями проведения ультразвука. Преломление не наблюдается, если скорости распространения ультразвука в двух средах равны или угол падения равен нулю.

Рассеивание – это ослабление ультразвукового луча в результате его прохождения через неоднородную структуру. Рассеивание ультразвука происходит, если длина волны меньше или сопоставима с неровностями отражающей поверхности или имеется неоднородность самой среды. Интенсивность рассеивания сигналов увеличивается с увеличением неоднородности среды и увеличением частоты ультразвука.