Работа большинства УЗ сканеров основана на явлении отражения ультразвуковых колебаний от границ раздела сред. Важнейшими акустическими параметрами, которые учитываются при проектировании УЗ сканеров, являются скорость распространения звуковых колебаний, волновой импеданс и затухание.
Скорость распространения звука в однородной среде зависит от ее плотности и упругости и определяется формулой
,
где 
- модуль упругости среды, 
- плотность.
Величины скорости распространения звука в мягких тканях и жидких средах организма (ликворах) отличаются очень мало и близки к скорости звука в воде - 1540 м/c. Скорость звука в костных тканях изменяется в широких пределах – от 1700 до 2300 м/с.
Волновой акустический импеданс аналогичен волновому сопротивлению длинной линии и представляет собой отношение акустического давления Р к колебательной скорости v частиц среды. Однако эти величины обычно неизвестны. Волновой импеданс можно определить также через скорость звука и плотность среды:
. (1)
Волновой импеданс мягких тканей близок к импедансу воды и составляет примерно 1,5 10
кг/
.
Обобщенной энергетической характеристикой УЗ колебаний, как и физических колебаний любой природы, является интенсивнось I – мощность, приходящаяся на единицу поверхности. При распространении в тканях организма ультразвуковые колебания претерпевают значительное затухание. Интенсивность колебаний на поверхности тела и на некоторой глубине z связаны между собой приблизительно экспоненциальной зависимостью
где 
- коэффициент затухания (затухание на единицу длины).
Затухание ультразвуковых колебаний зависит от вида ткани и частоты. Принято считать, что оно растет пропорционально частоте. УЗ сканеры работают на высоких частотах – от 3 до 15 МГц, поэтому затухание УЗ колебаний имеет большую величину. В табл. 1 приведены коэффициенты затухания ультразвука в дБ/см для различных тканей и сред организма.
Таблица 1. Коэффициенты затухания ультразвука в биологических средах.
| Ткань |
| Ткань |
|
| Сыворотка Кровь Жировая ткань Мозг Печень Стенки прямой кишки | 0,03 0,09 0,6 0,9 1,0 1,2 | Мышцы Сердечная мышца Почка Кожа Кость Ткань легкого | 0,7 – 1,4 2,0 2,5 3,5 более 8,0 30,0 |
Из таблицы видно, что затухания ультразвука в кости, и особенно в легких, очень велики. Последнее обстоятельство объясняется обилием в легком альвеол, заполненных воздухом. Поэтому костные структуры, легкие, а также желудок с помощью УЗ сканеров не исследуются. Среднее затухание ультразвука в исследуемых областях рассчитывают на основе эмпирического соотношения аср = 1дБ ´ 1см ´ 1МГц. Пользуясь этим соотношением, найдем, что при глубине локации 20 см на частоте 3 МГц с учетом двойного хода УЗ луча максимальное затухание составит 120 дБ или 
раз.
УЗ колебания, как и световые, подчиняются законам отражения и преломления. Длина волны звуковых колебаний связана с частотой формулой, общей для вех видов колебаний
Приняв 
1500 м/с и f = 3МГц, получим 
мм. Для колебаний с такой длиной волны поверхность объекта с радиусом кривизны в 10 мм можно считать плоскостью. Перейти на страницу: 1 2
Разработка цифрового электропривода продольной подачи токарно-винторезного станка За последние годы в микроэлектронике бурное развитие получило направление, связанное с выпуском микроконтроллеров, которые предназначены для автоматизации оборудования различного назначе ...
Микропроцессорная система на базе комплекта КР580 В данном курсовом проекте рассмотрен микропроцессорный комплект серии КР580. Этот набор микросхем, аналогичен набору микросхем Intel 82xx. Представляет собой 8-разрядный комплект на осн ...
Методы и средства передачи информации в новых устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики Классификация линий передачи по назначению – Локальные шины контроллеров (ISA, PCI, VME), – Цифровые промышленные сети (RS-485, RS-422, CAN, PROFIBAS, IL-BAS, Fo ...