Принцип работы современного УЗИ-аппарата

Современный УЗИ-аппарат в клинической практике

Ультразвуковое исследование – один из важнейших методов современной медицинской диагностики. Его принцип основан на явлении ультразвука. Поскольку колебания волн воспроизводятся с очень большой частотой, человеческому уху они не слышны. В процессе работы УЗИ-сканер посылает в полость исследуемого объекта ультразвук, который при отражении создает эхо. Отраженные волны преобразуются аппаратом в изображение, выводимое на экран прибора. Современные УЗИ-сканеры являются для диагностов своеобразным «третьим глазом». В медицине аппараты используется очень широко. Они незаменимы для исследования мягких тканей человека, определения кист, наполненных жидкостью, а также плотных опухолевых образований.

Пьезоэлектрика

Физическая основа УЗИ – известный большинству из нас пьезоэлектрический эффект, который можно вкратце описать следующим образом:

  • воздействие ультразвуковых волн на монокристаллы отдельных химических соединений (например – кварца) приводит к их деформации;
  • на поверхности кристаллов возникают противоположные по знаку электрические заряды - возникает пьезоэлектрический эффект;
  • при подаче переменного заряда в кристаллах наблюдаются механические колебания, сопровождающиеся излучением ультразвуковых волн;
  • в процессе воздействия один и тот же пьезоэлемент попеременно выполняет функцию источника, либо приемника звуковых волн. аппарат ультразвуковой диагностики

Акустическое сопротивление

Именно так работает датчик УЗИ-сканера. Он посылает звуковые волны в область исследования, а ткани человеческого организма естественным образом препятствуют ее распространению. Создается так называемое акустическое сопротивление, уровень которого зависит от плотности различных тканей и сред, а также скорости прохождения ультразвука.

Визуализация изображения

На границе двух сред с различным сопротивлением волновой пучок разделяется. Одна его часть продолжает движение, в определенной степени поглощаясь средой. Другая же отражается, возвращаясь в УЗИ-сканер, для преобразования в изображение на мониторе. При этом качество картинки напрямую зависит от коэффициента отражения, который показывает разность величин акустического сопротивления пограничных тканей. Чем больше это различие, тем ярче получается изображение на экране. На границе между тканями организма и воздухом волны отражаются полностью.