Материал: Лекция 6

преобразованные в электрические. Материал пьезоэлемента оказывает огромное влияние на качество УЗ преобразователя.

Демпфер. Основное назначение демпфера соответствует его названию - это частичное смягчение (демпфирование) механических колебаний пьезоэлемента.

Делается это для того, чтобы максимально расширить полосу ультразвуковых частот,

излучаемых и принимаемых датчиком, что повышает продольную разрешающую способность прибора. Другая обязанность демпфера - поглощать излучение тыльной стороны пьезоэлемента, т.е. той, которая обратна рабочей стороне, контактирующей с телом пациента.

Согласующие слои. Наносятся на рабочую (излучающую и принимающую сигналы)

поверхность пьезоэлемента поверх электрода. Служат для согласования акустических сопротивлений материала пьезоэлемента и биологических тканей. Хорошее со-

гласование совершенно необходимо для того, чтобы обеспечить передачу с минимальными потерями акустических (ультразвуковых) сигналов от пьезоэлемента в биологическую среду и наоборот, а следовательно, повысить чувствительность датчика.

Акустическая линза. Изготовленная из материала со специально подобранными свойствами, акустическая линза фокусирует УЗ луч, т.е. обеспечивает минимальную ширину луча в определенном диапазоне глубин и, следовательно, улучшает разрешающую способность. Одновременно акустическая линза выполняет роль про-

тектора - защитного слоя, предохраняющего пьезопреобразователь от повреждений в процессе работы, а также защищает пациента от поражения электрическим током. По последней причине крайне важно не допускать трещин в акустической линзе и проверять токи утечки.

4. Основные характеристики УЗ сканеров

Пространственная разрешающая способность (разрешение) - минимальное расстояние между двумя малыми отражающими объектами, при котором, наблюдая изображение на экране, можно их видеть раздельно, т.е. принять решение о наличии двух элементов. Для того чтобы исключить влияние размеров объектов на оценку разрешающей способности, в качестве элементов принимаются точечные отражающие объекты.

На практике для определения минимального расстояния различимости используется классический критерий, при котором полагается, что точечные объекты разрешаются (т.е. воспринимаются раздельно), если в суммарном сигнале от них есть провал (двугорбость). На рис. 1 изображены типичные случаи: а) хорошего

6

разрешения - сигналы от точечных отражателей воспринимаются раздельно; б)

предельного разрешения-сигналы от отражателей воспринимаются раздельно, но при дальнейшем сближении отражателей сигналы от них сливаются, т.е. провал между ними исчезает, и тогда имеет место случай в) разрешения нет.

Применительно к УЗ системам получения изображения следует различать продольную разрешающую способность (longitudinal resolution) и поперечную разрешающую способность (lateral resolution). Продольная разрешающая способность -

точечные отражатели находятся в одном УЗ луче и изменяется их взаимное положение вдоль оси луча.

7

8

Чем выше частота излучения, тем меньше максимальная глубина зондирования.

Поперечная разрешающая способность – точечные отражатели находятся на одной глубине или на линии, перпендикулярной осям УЗ лучей. Для того, чтобы количественно охарактеризовать поперечную разрешающую способность, ее оценивают на половине максимальной глубины, принятой для данной рабочей частоты датчика.

Чувствительность – способность обнаруживать и наблюдать малые элементы структуры на фоне помех и собственных шумов системы.

Динамический диапазон – способность УЗ системы отображать одновременно большие и малые сигналы, передавая различия в их уровне. Количественно отображается отношением максимального сигнала к минимальному, отображаемому системой.

Временная разрешающая способность – способность системы воспринимать и отображать с достаточной скоростью изменение акустических характеристик биологических структур во времени (особенно важно для исследования сосудов в динамике).

Апертура – диаметр преобразователя (в упрощенном виде).

Динамическая фокусировка – способ наблюдать широкий диапазон глубин БО с хорошей разрешающей способностью (изображение остается в фокусе, а не уходит в ближнюю или дальнюю зону). Достигается за счет многоэлементных преобразователей

в датчиках электронного линейного, конвексного и фазированного сканирования, а также при механическом сканировании с помощью кольцевых решеток (изменение апертуры).

Для датчика круглой формы справедлива формула:

9

= 42 – продольная разрешающая способность, где D – апертуара преобразователя

УЗ медицинские инструменты

(то, что курсивом - справочно)

Магнитостри́кция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — явление,

заключающееся в том, что при изменении состояния намагниченности тела его объём и линейные размеры изменяются.

Скейлинг – удаление зубных отложений.

Применение ультразвуковых инструментов для удаления зубных отложений и лечебных пародонтологических процедур было, можно сказать, начальной вехой практического использования ультразвука в стоматологии и началом всех дальнейших изысканий на этом пути. Впервые применение ультразвуковых инструментов в стоматологии было связано с попытками механической обработки твердых структур зуба.

В 1955 году Циннер предложил использовать ультразвук для удаления зубных камней.

Первые стоматологические инструменты были изготовлены на основе магнитострикционных ультразвуковых преобразователей. Все последующие разработки этих инструментов дошли до наших дней практически в неизмененном виде, если не учитывать совершенствование материалов применяемых при изготовлении стоматологических наконечников и современных технологий связанных с изготовлением рабочих поверхностей непосредственно самих инструментов.

Магнитострикционный стоматологический инструмент состоит из электронного ультразвукового генератора – источника электромагнитных колебаний с рабочей частотой 20-30 кГц и индукционного преобразователя электрических колебаний в поступательные механические.

Рукоятка преобразователя имеет внутри своей изолированной прослойки один ряд витков катушки индуктивности, в которой возникает переменное электромагнитное поле с частотой генерируемых сигналов получаемых от электронного блока.

Свободно извлекаемый из рукоятки инструмента рабочий стриктор состоит из набора тонких никелевых пластин собранных в единый пакет. Пакетсердечник надежно соединен с толстым металлическим кондестором - накопителем кинетической энергии. Колебательный процесс, возникающий в конденсаторе электромагнитного стриктора, при его работе нужно рассматривать как волновой процесс продольных и

10