Методы получения эхографического изображения
Получение ультразвуковых колебаний
Для получения ультразвуковых колебаний в технических и медицинских аппаратах используется явление обратного пьезоэффекта - колебания пластинки из пьезоматериала под воздействием электрического тока.
Не меньшее значение для работы аппаратуры имеет и принцип прямого пьезоэффекта. Информация о внутреннем строении органов и тканей тела человека передается отражением от них ультразвуковой волны. При ее воздействии на пьезоэлемент датчика в нем образуются электрические заряды, которые после соответствующих преобразований образуют изображение на экране устройства.
Основной элемент датчика представляет собой тонкую пластину из материала, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. В настоящее время материалом для этого служат не природные (кварц), а полученные искусственным путем материалы (титанаты свинца, бария и др.). При подведении к граням такой пластинки разности потенциалов происходит ее деформация — расширение или сжатие в зависимости от полярности электрического заряда. Это явление известно как обратный пьезоэффект.
Частота колебаний пластины зависит от свойств материала, из которого она сделана, ее толщины и т.п. Чем тоньше пьезоэлемент, тем выше его резонансная частота.
Для частот 10-15 МГц толщина пластины составляет всего несколько микрон (мкм). Время, в течение которого на пластину подается напряжение, измеряется миллионными долями секунды и лишь в течение этого времени пьезоэлемент является передающей антенной -излучает ультразвуковые колебания вглубь тканей. Созданная разность электрических потенциалов вызывает колебания пластинки из пьезоматериала, что служит источником ультразвуковой волны. Отразившаяся часть энергии волны вызывает деформацию пластины и появление электрических зарядов на ее гранях.
Часть энергии ультразвуковой волны отражается, проходя через границы тканей, имеющих различные акустические свойства и возвращается к пьезоэлементу, который в это время находится в состоянии покоя. Отраженная ультразвуковая волна вызывает компрессию пьезопластины и появление на ее гранях разности электрических потенциалов по принципу прямого пьезоэффекта. Пьезоэлемент датчика в это время работает как приемная антенна, а появившийся на пластине электрический заряд и является основной единицей построения изображения на экране.
Наиболее часто используются следующие термины: ультразвуковое исследование, ультразвуковая диагностика, ультразвуковое сканирование, эхография, эхотомография, сонография, ультрасонография и распространенные сокращения — УЗИ (ультразвуковое исследование) и УЗД (ультразвуковая диагностика).
Из перечисленных терминов предпочтительными являются эхотомография, сонография и ультрасонография, так как первый из них описывает и метод исследования и тип получаемого изображения, а второй и третий традиционно используются в зарубежной литературе.
Определения «ультразвуковое исследование», «ультразвуковое сканирование» допустимы, но менее лаконичны и информативны, а понятие «ультразвуковая диагностика» должно применяться для обозначения не процесса исследования, а раздела диагностики или специальности врача. Поэтому, например, название «Кабинет УЗД» является более правильным, чем «Кабинет УЗИ», но наименование диагностической процедуры «УЗИ органов брюшной полости», а не «УЗД органов...».