5. Самостійна робота студентів.

1. Перелік основних термінів, параметрів, характеристик (по темі), які повинен засвоїти студент при підготовці до заняття:

• Прямий п`єзоефект полягає в тому, що під дією механічної деформації на гранях п`єзокристалу виникають заряди протилежних знаків (різниця потенціалів).

• Зворотній п`єзоефект полягає в тому, що під дією електричного поля (тобто зарядів протилежних знаків (різниці потенціалів)) п`єзокристал деформується. Причому, якщо поміняти місцями знаки зарядів, то деформація змінить свій напрямок: із деформації розтягу утвориться деформація стиску!

• Роздільна здатність ехотомографа (УЗ-сканера) – це здатність сканера показувати два окремі ехосигнали від двох відбиваючих структур.

• Межа роздільності ехотомографа – це мінімальна відстань між двома відбиваючими структурами, від яких можливо зареєструвати два окремі ехосигнали.

• Максимальна глибина зондування – це найбільша відстань до відбиваючої поверхні, сигнал від якої ще може бути зареєстрований.

• Мертва зона – це ділянка (відстань) поблизу датчика, в межах якої неможливо зареєструвати відбиті сигнали.

• Ефект Допплера – це явище, яке полягає у зміні частоти хвиль, які приймаються приймачем (відносно тих, які виробляє джерело), внаслідок відносного руху джерела хвиль і приймача.

2. Теоретичні питання до заняття:

1. Ультразвук (УЗ), його фізичні характеристики. Способи отримання УЗ (магнітострикційний, п`єзоелектричний).

2. Проходження УЗ хвиль через межу поділу 2-х середовищ. Акустичний опір середовища. Особливості поширення УЗ: променевий характер поширення, відбивання та заломлення на межі поділу двох середовищ, поглинання, фокусування, можливість досягнення великого значення інтенсивності.

3. Будова звичайного одноелементного та багатоелементного випромінювачів ультразвуку. Лінійний та секторний методи сканування. Принцип роботи лінійного випромінювача.

4. Основний принцип роботи УЗ діагностичних приладів. А (1D)-, В (2D)-, М-режими роботи ультразвукових діагностичних приладів. 3D, 4D зображення.

5. Отримання двовимірних ехотомограм та їх інформативність.

6. Ефект Допплера (суть явища, формула розрахунку частоти). Допплерівський зсув частоти та його використання в медицині.

7. Три типи медичних допплерівських приладів, їх призначення, переваги та недоліки.

3. Практичні роботи (завдання), які виконуються до заняття:

а) Вивчити відповіді на питання № 1 - 8.

б) Отримати на кафедрі біофізики брошуру Хаїмзон І.І., Іванов В.П., Нюшко О.В. Вивчення фізичних основ ультразвукових методів досліджень у клініці. Вінниця, друкарня ВНМУ, 2000, стор.3-29.

в) Написати в зошит протокол лабораторної роботи № 29 частину І та частину ІІ.

г) Розв`язати задачі №1 - 4.

Задача № 1.

УЗ хвиля проходить межу поділу 2-х середовищ, причому z₁ z₂. Інтенсивність ультразвуку, що падає на межу поділу двох середовищ, становить 0,3 Вт/м². Інтенсивність відбитого променя – 0,22 Вт/м², заломленого – 0,08 Вт/м². Визначити коефіцієнти відбивання та заломлення. Нарисуйте рисунок, на якому правильно (у відповідному масштабі) зобразіть перерозподіл інтенсивностей падаючого, відбитого і заломленого променів.

Задача № 2.

УЗ хвиля проходить межу поділу 2-х середовищ, причому z₁ z₂. Інтенсивність ультразвуку, що падає на межу поділу двох середовищ, становить 0,5 Вт/м². Інтенсивність відбитого променя – 0,02 Вт/м², заломленого – 0,48 Вт/м². Визначити коефіцієнти відбивання та заломлення. Нарисуйте рисунок, на якому правильно (у відповідному масштабі) зобразіть перерозподіл інтенсивностей падаючого, відбитого і заломленого променів.

Задача № 3.

Джерело, генеруючи УЗ з частотою ν_дж, наближається до нерухомого приймача УЗ. Як зміниться частота ультразвукової хвилі ν_пр , яку приймає приймач? Відповідь обґрунтувати.

Задача № 4.

Приймач УЗ віддаляється від нерухомого джерела УЗ, яке генерує УЗ з частотою ν_дж. Як зміниться частота ультразвукової хвилі ν_пр, яку приймає приймач? Відповідь обґрунтувати.