Советуем для ознакомления:

Кардиология:

Популярные разделы сайта:

Рефракция (преломление), поглощение ультразвука тканями. Характеристика

Та часть ультразвукового луча, которая не отражается, проходит через границу раздела, но направление распространения часто изменяется, т.е. происходит преломление. Рефракция наиболее выражена при большой разнице между скоростями распространения ультразвука в двух различных тканях и при тупом угле падения.

Если угол падения составляет 0° или если разница уровня акустического импеданса минимальная, рефракции не происходит, поскольку ультразвуковой луч либо отражается, либо продолжает распространяться в том же направлении.
Рефракция играет значительную роль в образовании артефактов. Несмотря на то что ультразвуковой луч может продолжать распространяться в другом направлении, датчик не распознает подобное изменение. В результате преломленный луч может взаимодействовать с кардиальной структурой вне предполагаемого поля сканирования. Отраженный сигнал от этой границы раздела возвратится к датчику, который далее ошибочно отображает стороннюю структуру вместе с другими структурами, встреченными лучом по ходу его изначального направления.

Изменение угла сканирования для расположения ультразвукового луча перпендикулярно по отношению к поверхности интересующей структуры минимизирует рефракцию и образование соответствующих артефактов.

поглощение ультразвука тканями

Поглощение ультразвука тканями

Помимо отражения и преломления при взаимодействии с границей раздела тканей, ультразвуковой сигнал также испытывает изменения по мере прохождения через однородную ткань. Наиболее заметным процессом является постепенная потеря (поглощение) интенсивности передаваемого сигнала, причиной чего являются дисперсия и абсорбция.

Поглощение энергии ультразвукового сигнала вследствие дисперсии и абсорбции приводит к тому, что обратно к датчику возвращается меньшее количество энергии, а на дисплее отображается более слабый сигнал с худшим значением соотношения сигнал/помехи.

Дисперсия обусловлена расхождением ультразвукового луча в пределах обширной зоны дальнего поля сканирования. Кроме того, в связи с тем что клеточная структура ткани характеризуется высокой хаотичностью, рассеяние приводит к еще большей дисперсии энергии ультразвука. Степень рассеяния варьирует в зависимости от типа ткани.

Абсорбция обусловлена превращением энергии ультразвукового луча в тепловую энергию под действием сил трения. Поскольку трение зависит от степени подвижности ткани, неудивительно, что чем больше частота передаваемого сигнала и длиннее дистанция, которую он проходит, тем больше степень абсорбции. Зависимость степени поглощения от частоты сигнала и расстояния отражена в величине коэффициента поглощения (дБ/см/МГц), который позволяет проводить сравнение степени поглощения ультразвука в различных тканях.

Характер проникновения ультразвука в ткань также можно описать с помощью т.н. расстояния потери половины мощности, которое имеет специфическое значение для каждой ткани и подразумевает под собой расстояние, которое ультразвук проходит прежде, чем утратит половину своей изначальной мощности. В результате вышеописанных взаимодействий эхосигналы, возвращающиеся от более глубокорасположенных структур, ослаблены.

Для уменьшения отрицательного влияния поглощения сигнала во время исследования эхокардиографисты могут использовать более низкую частоту сигнала (например, частота датчика будет составлять 2,5 МГц вместо 7,5 МГц) и проекции, при которых интересующая структура располагается ближе к датчику или в стороне от мощного отражающего объекта (например, механический протез клапана). Кроме того, амплитуда входящего сигнала может быть увеличена посредством оптимизации усиления.

- Читать "Ультразвуковой датчик. Формирование ультразвуковых волн"

Оглавление темы "Физика эхокардиографии":
  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