5.2. Ультразвуковое сканирование

^Р

Рис. 5.4. Схема линейно- го сканирования

ассмотрим основные виды ультразвукового сканирования: линейное, секторное, дуговое, комбинированное.

^{Линейное сканирование. При этом виде сканирования угловое направление ультразвукового луча в плоскости сканирования не меняется и источник ультразвукового зондирования линейно перемещается вдоль одной из декартовых координат (рис. 5.4, где 1 – граница исследуемого объекта, 2 – ультразвуковой преобразователь, 3 – направление ультразвукового луча, 4 – эхосигналы, формирующие эхоизображение границы объекта). Преимущество данного типа сканирования состоит в том, что эхоизобра­жения формируются с равномерной плотностью ультразвуковых строк в растре. В результате этого пространственная частота дискретизации по сканируемому сечению исследуемой среды постоянна. Недостаток этого вида сканирования заключается в трудности реализации большого пути сканирования вследствие сложности обеспечения акустического контакта между источником зондирования и объектом произвольной формы. Другим недостатком линейного сканирования является трудность визуализации зеркально отражающих структур, которые расположены под углом к направлению ультразвукового пучка, и объектов, расположенных за этими структурами.}

^Х

Рис. 5.5. Формирование эхоизображения цилиндрического отражателя: 1 – отражающий объект; 2 – ультразвуковой преобразователь; 3 – ультразвуковой луч; 4 – изображение эхосигнала

орошо удается визуализировать рассеивающие (диффузные) отражатели среды и зеркальные отражатели, которые ориентированы перпендикулярно к направлению луча. Зеркальные отражатели, ориентированные по другим направлениям, не отражаются на эхо­изображении и образуют тени, искажающие изображение. Этот случай иллюстрирует рис. 5.5, на котором изображен результат линейного сканирования поперечного сечения объекта, имеющего форму цилиндра.

^{Секторное сканирование. При секторном сканировании изменяется угловое направление ультразвукового луча относительно его оси. Обычно секторное сканирование производится в пределах угла 45. Пределы области ультразвукового обзора минимальны в начале сектора, а с увеличением глубины проникновения ультразвука увеличиваются. Необходимо отметить, что по мере расширения пределов области обзора плотность ультразвуковых строк в растре эхоизображения уменьшается.}

^{Секторное сканирование удобно применять при исследовании труднодоступных объектов (например, при формировании эхоизображений сердца через межреберное пространство; при внутриполостных исследованиях и т. п.). Как и при линейном сканировании, в рассматриваемом случае сложно визуализировать криволинейные зеркально отражающие гра­ницы, за исключением вогнутых радиальных поверхностей, перпендикуляр­ных лучу.}

^{На рис.  5.6 показаны области преимущественного применения линейного и секторного сканирования при исследовании различных частей человеческого организма. Здесь обозначены: 1 – голова новорожденного; 2 – глаза; 3 – сонная артерия; 4 – грудные железы; 5 – сердце; 6 – межреберье; 7 – брюшная полость; 8 – обследования во время операции; 9 – акушерские обследования; 10 – гинекологические обследования; 11 – простата}

^Д

Рис. 5.6. Области применения линейного (Л) и секторного (С) сканирования в биомедицинских исследованиях

уговое сканирование. ^{При дуговом угловом сканировании ультразвуковой луч перемещается в плоскости сканирования по дуге окружности. В результате этого форма эхоизображения обратна форме изображения, получаемого секторным сканированием. Пределы области ультразвукового обзора максимальны при малой глубине и уменьшаются с глубиной проникновения ультразвука. Дуговое сканирование удобно применять для исследования объектов, форма поверхности которых близка к дуге окружности (например, брюшная полость).}

^К

Рис. 5.7. Разновидности комбинированного сканирования: а – линейно-секторное; б – секторно-дуговое; 1 – граница исследуемого объекта; 2 – ультразвуковой преобразователь; 3 – направление ультразвукового луча; 4 – эхосигналы, формирующие эхоизображение границы объекта

омбинированное сканирование. ^{Данный тип сканирования представляет собой сочетание секторного сканирования с линейным либо дуговым. При комбинированном сканировании сектор качания луча существенно меньше, чем при обычном секторном сканировании. Комбинированное сканирование лишено недостатков, присущих простым видам сканирования, так как каждая точка сечения исследуемой среды облучается несколькими импульсами с различных направлений. Это позволяет дополнить на эхоизображении ту часть информации от зеркальных отражателей, которая не индицируется при простом сканировании. Комбинированное сканирование удобно при визуализации областей, располо­женных за структурами, характеризующимися сильным отражением или поглощением (например, за ребрами), поскольку оно позволяет зондировать скрытые участки объекта по направлениям, на которых отсутствует затенение. На рис. 5.7 показаны две разновидности комбинированного сканирования: а) комбинированное линейно-секторное; б) комбинированное секторно-дуговое.}