Ультразвуковой датчик генерирует трехмерный луч, сходный по своим характеристикам с лучом вспышки. Физические размеры этого луча оказывают влияние на:
1) специфическую область сердца, подвергающуюся исследованию;
2) интенсивность распределения энергии ультразвука;
3) латеральное (от края к краю) и вертикальное (от верха к низу) разрешение системы.

Предпочтительнее использовать более узкие лучи, поскольку при этом улучшается разрешение, повышается интенсивность возвращающихся эхосигналов и снижается количество артефактов. Наиболее часто ультразвуковые лучи имеют форму либо диска, либо прямоугольника и образуют две основные зоны сканирования: ближнюю зону (Френеля) и дальнюю зону (Фраунгофера). Возможность манипулировать ультразвуковым лучом и разрешающая способность в наибольшей степени велики в пределах ближней зоны сканирования.

В ближней зоне ультразвуковой луч достаточно узкий. Длина ближней зоны пропорциональна диаметру (D) передней поверхности датчика и обратно пропорциональна длине волны: L„ = D2/4h.

Дистально от ближней зоны ультразвуковой луч расходится, образуя дальнюю зону сканирования. Угол расхождения (0) находится в обратно пропорциональной зависимости от диаметра передней поверхности датчика (D): sin=l,22h/D.

Фокусирование может еще больше сузить ультразвуковой луч. Достигается за счет трех механизмов.
1. Вогнутая поверхность пьезоэлектрического кристалла.
2. Использование акустической линзы на передней поверхности кристалла (крепится с помощью клея).
3. Электронное управление при использовании датчиков с фазированной решеткой.

Узкий луч существенно улучшает изображение структуры, находящейся в фокусной точке. Однако, дистально от фокусной точки наблюдается значительное расхождение луча, что сопровождается снижением интенсивности энергии ультразвука и ухудшает разрешение в дальней зоне сканирования. Современные эхокардиографические системы позволяют исследователю селективно изменять фокусное расстояние, что предоставляет дополнительный инструмент оптимизации качества изображения.

Современные эхокардиографические системы позволяют изменять фокусное расстояние для оптимизации качества изображения. Датчик, состоящий из одного элемента, генерирует волновой фронт, который расходится с образованием полусферы. Если рядом расположить несколько кристаллов в виде линейной решетки, взаимодействие отдельных звуковых волн, генерируемых каждым кристаллом, приводит к образованию узкого волнового фронта, направленного кпереди.

Форма луча может быть еще больше сфокусирована, если кристаллы, располагающиеся на краях решетки, активировать раньше, чем кристаллы, располагающиеся в центре. Такой способ активации приводит к образованию вогнутого волнового фронта, что еще больше фокусирует луч на выбранном расстоянии от передней поверхности датчика.

Важно понимать, что выбор определенного фокусного расстояния (глубины) луча несет в себе как преимущества, так и недостатки. Основное значение для разрешающей способности системы имеет форма ультразвукового луча.

- Читать "Разрешение эхокардиографии: аксиальное, латеральное, вертикальное. Характеристика"

1. Свойства ультразвуковых волн. Особенности ультразвука ЭхоКГ
2. Взаимодействие тканей сердца и ультразвука. Акустический импеданс
3. Зеркальное и рассеянное отражение ультразвука. Характеристика
4. Рефракция (преломление), поглощение ультразвука тканями. Характеристика
5. Ультразвуковой датчик. Формирование ультразвуковых волн
6. Трехмерная конфигурация ультразвукового луча. Поля сканирования эхокардиографии
7. Разрешение эхокардиографии: аксиальное, латеральное, вертикальное. Характеристика
8. Посторонние ультразвуковые лучи эхокардиографии. Характеристика
9. Обработка электрического сигнала ультразвуковым датчиком. Характеристика
10. Форматы отображения информации при эхокардиографии. Характеристика