Лекция 8 Бірөлшемді тәсіл. Екіөлшемді тәсіл. Эхографиялық аспапрдың негізігі акустикалық көрсеткіштері.

Бірөлшемді тәсіл (А тәсілі) нысанның берілген нүктеде ультрадыбыс шығарғыштың қозғалмайтын орналасуын жобалайды. Шағылған сигналдардың қатары түзілімдер жайлы ақпарат береді.

Бұл тәсіл кұлымдық біркелкіліктердің орналасу бағыны ғана емес, оның арақашықтығы жайлы ақппарат береді.

Мұнда, t уақыт, с – нысандағы дыбыстың таралу жылжамдығы.

Бірөлшемді тәсл кезінде зерттелетін көлем жайлы ақпарат электронды сәулелік трубка арқылы вертикаль импульстер түрінде беріледі (20 сурет). Ол бірөлшемді эхограмма деп аталады. 20 суретте (сол жағында) сигнал қозу импульісі ретінде көрінеді. Сигналдар арасындағы ашықтық белгілі көлемде біркелкіліктер арасындағы қашықтыққа сәйкес келеді.

Екіөлшемді тәсіл (В тәсілі) бірөлшемді эхограмаға қарағанда, экранда зерттелтін дене бөлігін бейнесін алуға мүмкіндік береді. Бұл қасиет екіөлшемді эхографияны рентгенологиялық зеттеуге жақындата түседі.

Екіөлшемді тәсілдің негізгі техникалық айырмашылығы, бірөлшемді эхограмма ультрадыбысты кұрылғының козғалыссыз кезінде зерттеуге негізделсе, ал екіөлшемді тәсіл кезінде пъезотүрлендіргішт сызық бойымен жылжыта отыра сканерлеуге мүмкіндік береді. Екіөлшемді эхография принціпі (9 сурет) ультрадыбыстық түрлендіргіш дененің зерттелетін бөлігіне орналастырылып электрлік импульстар тіркеліп отырады. Әр сигнал экранда нүкте ретінде бейнеленіп отырады. 22 суретте түрлендіргіштің 3 орналасуы (а) және экрандағы бейне (б) бейнеленген.

Пъезотүрлендіргіштің қозғалу көрсеткішіне байланысты адам ағзасы ішінде ультрадыбысты шоғырдың әртүрлі жүріп өту жолын алуға болады.

Кең қолданатын қозғалыстар: ультрадыбысты шоғырдың сызықтық қозғалуы (23а сурет) және ультрадыбысты шоғырдың бұрыштық қозғалуы (23б сурет). Бұл сканерлеудің екі түрі де нысанның бір нүктесін белгілі бір бұрышпен сәулелендіреді. Алайда ультрадыбыстық бейненің көлденең қимасы толық болмауы мүмкін. Ол күрделі құрылым кезінде мүмкін. Бұл құбылыс түсу бұрышының шағылу бұрышына тең екеніне байланысты. Ультрадыбысты импульстердің шығарушы және тіркеу үшін бір түрлендіргіш қолданатын болғандықтан, түірілген сигналға дұрыс орналасқан сигналдар ғана тіркеледі (24.а сурет). Өзге бұрышпен шағылған сигналдар пъезоэлементке түседі (24 б сурет). Шағылдырушы жазықтықтар – адам ағзалары мен жасушалары айналық шағылдырушы бет болып табыла алмайды.

Сол себепті, негізгі сәулемен қоса, шашыраған сәулелерді де бақылауға болады ( 24б сурет). Шашыраған сәулелерді белгілі бұрышта орналасу арқылы байқауға болады, алайда бұл сәулелер негізгі сәулеге қарағанда әлсіз болып табылады және эхограммада айқын емес түрде бейнеленеді.

Алыған ақпаратты көбейту және эхограмманың сапасын жақсарту мақсатында күрделі скаерлеу қолданады. Күрделі сканерлеу кезінде нысан нүктесін әрбіреуін бірнеше бұрышпен сәулеленедіреді. Бұл кезде ультрадыбысты сәуленің түсуі бірден жоғарылайды. Күрделі сканерлеу қарапайым бірнеше скаерлеуден тұрады.

Қарапайым скаерлеу электропривод көмегімен автоматты түрде жүргізіледі, ал күрделі қолмен жүргізіледі. Онымен қоса бір кадр алу үшін күрделі сканерлеуге қарапайым скаерлеуге қарағанда ұзақ уақыт жұмсалады. Қарапайым сканерлеу кезінде кардлардың ауысу жиілігі 1 – 15 Гц. 10 – 15 Гц жиілікпен сканерлеу жылдам скаерлеу деп аталады. Мұндай жиілікте кадрлердің кезектесу кезінде баяу қозғалатын адам денесінің ағзасы мен жасушасының козғалысын бақылауға болады (жүрек жиілігі 1 – 2 Гц, дем алу жиілігі – 0,2 -0,5 Гц.).

Жасанды нысандармен жұмыс кезінде күрделі скаерлеудің тиімділігі айқын көрінеді. Алайда нәтижелерді салыстыру кезінде күрделі және қарапайым скаерлеу аспаптарын қолдану бірдей нәтиже бермейді. Baum және Geenwood жұмыстары кезінде көздің ультрадыбыстық бейнесі күрделі сканерлеу кезінде айқындаушы сызықтар толықтай бейнеленіп, ал қарапайым сакерлеу жоғарғы айқындылықты береді.

Күрделі сканерлеу кезінде айқындау қасиетінің төмендеуі нысанның бір нүктесі экранда бірнеше рет бейнеленуімен түсіндіріледі. Онымен қоса мұндай факторладың басым көпшілігі механикалық және электрондық жүйенің жұмысымен қоса, әртүрлі ағзадағы ультрадыбыстың таралу ерекшелігіне байланысты.

Бейненің сәйкессіздігі нүктелік нысанның өлшемі нүктелік бейнелеу көлемінен қарағанда бірнеше есе үлкейіп кетуіне алып келеді. Бұл күрделі сканерлеу кезінде айқындау қасиетінің төмендеуінің себебі.

Трансмиссионды әдіс. Ультрадыбыстық толқынның көзі ретінде пайдаланатын пьезоэлектронды пластина перидотты түрде қысқа электронды импульстар арқылы қозады. Ультрадыбыстық толқын импульстары нысанның келесі жағында орналасқан, ныысан арқылы өтетін ультрадыбысты қабылдайтын пьезоэлектрлік пластинаға (14 сурет) бағытталады. Қабылданған сигналды түрлендіру және оны эранға шығару эхографиядағы әдіспен жүргізіледі.

Жоғарыда аталып өткендей, метрологиялық мақсатта, дәлірек айтсақ ультрадыбыстың бағытында, таралу жылдамдығы (с) және уақыты (t) болғандағы зерттелетін нысанның көлемін (l)анықтауда қолданады. Ультрадыбыс шығарушы мен қабылдаушы пластинаға нысан арқылы өтіуге қажетті арақашықтық:

Егер нысан көлемі (l) белгсіз болса, онда трансмиссионды әдіс ультрадыбыстың таралу жылдамдығын анықтауға мүмкіндік береді:

Эхографикалық аспаптардың көпшілік бөлігінде трансмисинонды режимде жұмыс жасау көрсетілген. Бұл аспап үшін «эхотрансмиссия» типті ажыратып қосқышпен жабдықталады.

Доплер эффектісіне негізделген әдіс. Сәуле шығарушы пьезоэлектрлік пластина жоғарғы жиілікті айнымалы кернеумен қоздырылады. Шығарылған ультрадыбыстық үздіксіз тербелістер зерттелетін ныссанға ене отыра әртекті ортаға шағылып, кері қарай бағытталады. Кері бағытталған сәулелер сәуле шығарушы мен бір аймақта орналасқан пьезоэлектрлік пластинаға әсер етеді.

Қабылдаушы пьезожэлектрлік пластина келген ультрадыбыстық тербелістерді сәйкес жіиіліктегі элетрлік сигналдарға түрлендіреді.

Егер шағылдырушы құрылым қозғалыссыз болса, шағылған сәуленің жиілігі шығарылған сәулемен бірдей болады.

Егер қабылданғағыштағы электрлік сигиналды күшейткенен кейін арнайы түрлендіруге ұшыратсақ зерттелетін нысанның қозғалысын бақылайтын сигналды алуға болады. Бұл әдіс көбінесе ұрықтың жұрек соғысын, оны қай жерде орналасқанын анықтау және т.б. мақсатта пайдаланады.