Принцип работы УЗ аппаратов?

На сегодняшний день ультразвуковые исследования являются одним из самых популярных методов медицинской диагностики. УЗИ-сканеры прочно обосновались в каждой современной клинике, диагностическом кабинете и даже реанимобиле. Основной принцип, по которому классифицируют УЗИ-аппараты, является сфера их применения и, в зависимости от этого, они бывают стационарными и портативными.

Но какими бы ни были УЗИ-аппараты, все они работают по одному принципу и, в общем, имеют схожее внутреннее строение, которое мы и рассмотрим в этой статье.

Конструкция УЗИ-сканера

Основными элементами и узлами аппарата УЗИ являются:

• ультразвуковой датчик - важнейшая часть сканера, предназначен для формирования и приема звуковых волн;
• импульсный датчик управления - участвует в изменении силы, частоты и длительности импульсов, передаваемых ультразвуковым датчиком;
• процессорный блок - компьютер, предназначенный для получения и обработки импульсов с датчиков  с последующей выдачей понятной человеку информации на монитор;
• монитор - выполняет визуализацию данных, полученных от процессорного блока;
• клавиатура, трекбол (мышь) - позволяют ввести начальные данные, а также изменять или добавлять их во время или после сеанса диагностики;
• принтер - предназначен для сохранения полученных данных на бумажном носителе.

Работа УЗИ-сканера основана на свойствах звуковых волн, генерируемых в УЗ-датчике с использованием пьезоэлектрического эффекта. Датчики различаются по форме и размеру, которые определяют область видимости, а также рабочей частоте, от которой зависит глубина проникновения звуковой волны (глубина сканирования) и разрешение полученных данных (качество картинки). Тип датчика будет зависеть от типа преобразователя, способа сканирования, и на сегодняшний день существует 4 типа узи-датчиков: секторальные механические, линейные, конвексные и миниконвексные, фазированные секторные.

Сердце датчика - несколько кварцевых пьезоэлектрических кристаллов, которые, если на них воздействовать электрическим током, начинают вибрировать и испускать звуковую волну. Когда же на кристаллы попадает отраженная звуковая волна, они способны вырабатывать ЭДС. Такие уникальные свойства кварцевых кристаллов послужили толчком к созданию УЗИ-сканеров и целой новой области медицинской диагностики. Для фильтрации звуковых волн, попадающих на датчик, он оснащен специальным фильтрующим слоем, а акустическая линза позволяет настроиться на прием нужной волны.

Принцип действия

Принцип действия любого УЗИ-аппарата состоит в следующем. Датчик испускает звуковые волны различной частоты (от 1 до 18 МГц), амплитуды и длительности. Часть волн, проникая в тело и доходя до границ раздела сред (например, жидкость - мягкие ткани или мягкие ткани - кость), проникают далее, а часть - отражается и фиксируется датчиком. На основании известной скорости распространения звука в определенных средах организма, процессорный блок вычисляет время прохождения звуковой волны от датчика до сканируемого органа, что в результате позволяет составить общую картину диагностики и сделать выводы.