КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Для визуализации тканей применяют два режима:

1. А-режим - на мониторе отображается кривая сигнала, амплитуда которой зависит от интенсивности отраженного сигнала

2. B-режим - ультразвуковой кристалл, расположенный в датчике движется по прямой линии над исследуемым отрезком ткани
Импульсы ультразвука посылают с высокой частотой и получают множество А-сканов. После этого компьютер преобразует амплитуду отраженного сигнала в каждой точке А-скана в цветовой пиксель и строит двумерное изображение среза ткани или В-скан.

По оси “Х” ультразвуковая волна распространяется в глубину ткани. Фактически время прохождения волны от датчика в ткань и обратно, пропорционально глубине, исследуемой ткани. Важными факторами, определяющими свойства ткани, являются скорость распространения ультразвука, ультразвуковой импеданс и акустическое сопротивление ткани.
Ультразвуковое изображение с высоким контрастом получают при разном звуковом сопротивлении различных участков ткани. Разрешение ультразвуковой системы является одной из самых важных характеристик. Разрешение аксиальное и латеральное – это минимальные размеры объекта в пределах исследуемой ткани, которые мы сможем различить.
Для более высокого разрешения необходима меньшая длина волны ультразвука (т.е. более высокая частота).
Таким образом, гипотетически, с увеличением частоты растет разрешающая способность. Современные ультразвуковые системы для дерматологии работают в диапазоне от 15 до 100 МГц.

Смотрите видео про  ультразвуковую диагностику кожи

Ниже приведена схема, отражающая зависимость разрешающей способности от частоты ультразвука

С увеличением частоты ультразвука растет и поглощение энергии волны тканями. В мягких тканях поглощение растет линейно, а в плотных в геометрической прогрессии. Соответственно, на высоких частотах можно достичь предела поглощения, что ограничивает визуализацию глубоких структур. Глубина проникновения ультразвука снижается при увеличении частоты. 

Основные принципы
Ультразвуковой импульс проходит через ткань со скоростью, характерной для данного вида тканей. При взаимодействии механической ультразвуковой волны с тканью часть волн отражается. Анализ амплитуды отраженных сигналов и времени прохождения волны через ткань позволяет оценивать внутреннюю структуру (строение) ткани без ее повреждения.  

Виды и распространение волн
В продольной волне молекулы (атомы) вещества колеблются параллельно направлению распространения волны. На ткань действуют силы сжатия и растяжения, поэтому эта волна называется компрессионной. Ультразвуковая волна проникает через твердые вещества и жидкости. В твердых средах, наряду с продольными, наблюдают поперечные волны, но молекулы вещества колеблются перпендикулярно направлению распространения такой волны. Скорость звука постоянна для каждого вида тканей. Отношение скорости распространения к частоте ультразвука определяет длину волны.

скорость звука [м/с]

--------------------------- = длина волны [мм]

частота [Гц]

Техническая реализация
В систему входит высокочастотный генератор электрических импульсов, которые посылают на пъезокристалл ультразвукового датчика. Кристалл колеблется с частотой электрических импульсов. В тоже время кристалл перемещается по прямой линии над исследуемой тканью по определенному отрезку. Система работает в режиме импульс/эхо, т.е.
Кристалл посылает ультразвуковой сигнал и принимает отраженный от ткани. Для визуализации необходим высококачественный аналого-цифровой преобразователь, который конвертирует аналоговые сигналы, отраженные от тканей, в цифровые. С частотой выборки 100 МГц и более на 8-ми битовых системах получают четкие отображения сигналов. Эта информация используется для построения изображений в А-, B-, C- или 3D режимах. 

Ультразвуковые импульсы
Для создания ультразвуковых импульсов используют пьезоэлемент (керамическую пластинку). Датчик преобразует электроэнергию в ультразвуковые волны. Механические колебания внутри датчика создают сглаженные ультразвуковые импульсы. Частота этих импульсов определяется толщиной пьезоэлемента, длительностью электрических импульсов и их частотой. 

Звуковое поле 
Форма ультразвукового поля зависит от отражающей способности ткани, толщины пьезоэлемента, частоты и скорости ультразвука в ткани. Снижение звукового давления на 50% определяет диаметр ультразвукового луча. 

Отражение и рефракция
Звуковая волна, которая попадает на границу участков ткани с различной акустической плотностью разделяется на две части. Одна отражается, другая проходит дальше. При этом изменяются фактические амплитуда, отражение и проникновение волны. Вернуть наверх

Технические данные сканеров для кожи DUB