Природа кристалів п'єзоелектричних елементів дозволяє генерувати звук високої частоти під впливом електричної напруги. Опинившись в поле високочастотних звукових коливань, п'єзокристал, навпаки, генерує електричну енергію. Включивши такі кристали в електричний ланцюг, і певним чином обробляючи одержувані з них сигнали, ми можемо бачити зображення на екрані УЗД-апарату.
Запобіжні заходи при роботі з ультразвуковими датчиками
Між кристалічної матрицею датчика і тілом пацієнта розташовується ряд узгоджувальних матеріалів для кращого проникнення і додаткової фокусування УЗ-променя. Це погоджують шари самого датчика, акустична лінза і узгоджувальний акустичний гель.
Таким чином, що здається необгрунтованість і економія від використання більш дешевого гелю призведе до поломки датчика і дорогого ремонту самого апарату, а в деяких випадках навіть електротравма пацієнта або лікаря, так як на головку датчика подається висока електрична напруга.
Якщо у Вас все ж виникла проблема з датчиком, не поспішайте його списувати:
Незважаючи на всю складність, ремонт датчиків УЗД можливий практично в будь-якому випадку.
Як працює датчик в B-режимі
Через датчик в тканини відправляється короткий імпульс.
Він поширюється і відбивається від об'єктів, розташованих на різній глибині. Швидкість поширення ультразвуку в тканинах відома, тому можна визначити визначити відстань до об'єкта, який відбив цей луна-сигнал.
Амплітуда прийнятого сигналу кодується на екрані за допомогою відтінків сірого кольору. Око людини найбільше сприйнятливий саме до відтінків сірого. Таким чином відбувається кодування амплітуди сигналу в яскравість на моніторі УЗ-сканера.
При цьому робота ультразвукового датчика для користувача полягає в наступному:
тверді об'єкти виглядають більш світлими, майже білими, порожнечі навпаки - чорними.
Це відбувається тому, що амплітуда відбитого від кістки сигналу велика. Якщо ж направити промінь в порожнину (в порожнечу), УЗ-промінь пройде дуже глибоко, сильно ослабне і амплітуда прийнятого відбитого сигналу буде близька до нуля. Біологічні тканини, що представляють найбільший інтерес для лікаря, на дисплеї апарата відображаються в проміжних градаціях сірого кольору.
Робота лінійних, конвексних і секторних датчиків
У лінійних і конвексних датчиках пьезокрісталли випромінюють групи на альтернативній основі, поки не відпрацюють всі кристали від початку пьезокрісталліческой матриці до кінця. Один кадр на дисплеї оновиться тоді, коли всі групи по черзі відправлять і візьмуть ультразвукової сигнал.
У секторних фазованих датчиках все кристали випромінюють майже одночасно. Спеціально вводяться невеликі електронні затримки сигналу на кожен кристал для того, щоб направляти скануючий промінь. Зображення на дисплеї оновиться тоді, коли промінь просканує весь сектор огляду.
Робота ультразвукового датчика в режимах доплера
Розглянемо прам з видів доплера - режимі постійного доплера. Суть методу полягає в застосуванні ефекту Доплера.
Звук, відбиваючись від рухомого об'єкту, змінює свою частоту. Залежно від напрямку руху об'єкта і його швидкості, Ця різниця, або зсув частот, називається допплерівського. Він буде змінюватися з плином часу.
В даному режимі одна половина кристалів датчика працює на випромінювання ультразвуку, а друга - на прийом. Порівнюючи прийнятий сигнал з відправленим, ми отримаємо частотний допплерівський зсув ультразвуку.
За значенням зсуву можна розрахувати швидкість руху тканин або рідин в організмі. Допплеровский зрушення часто лежить в межах чутних людиною частот (20Гц-20кГц), тому його в якості додаткового джерела інформації виводять у формі звуку, через динамік апарату.
Існують і інші режими роботи УЗ-сканера, в яких робота датчика відрізняється від викладених вище, як програмно, так і апаратно.