Датчики, использующиеся в аппаратах эхокардиографии, генерируют короткие ультразвуковые импульсы, которые проходят через ткани. Для выполнения этой функции большинство ТПЭ-датчиков состоят из следующих компонентов.

1. Керамический пьезоэлектрический кристалл, который генерирует вибрации с частотой ультразвука и в то же время является приемником сигнала.
2. Электроды, которые осуществляют проведение электрического тока для активации пьезоэлектрического кристалла и воспринимают напряжение, образующееся под воздействием возвращающихся эхосигналов.
3. Основа, которая выполняет функцию быстрого подавления (демпфирования) вибраций кристалла.

4. Изоляция, которая предотвращает нежелательные вибрации датчика вследствие воздействия стационарных волн или внешних входящих волн.
5. Лицевая панель, которая оптимизирует акустический контакт между пьезоэлектрическим кристаллом и пищеводом. Лицевая панель также может включать в себя акустическую линзу, которая выполняет фокусировку ультразвукового луча.

В следующем разделе рассматриваются детали устройства внутренних компонентов современного ультразвукового датчика, а также их влияние на генерируемый ультразвуковой луч и качество эхокардиографического изображения.

Формирование ультразвуковых волн: пьезоэлектрический кристалл. Сердечник датчика образован пьезоэлектрическим кристаллом, который содержит поляризованные молекулы, заключенные в т.н. матриксе. Формирование ультразвуковой волны, применяемой в эхокардиографии, основано на принципе пьезоэлектрического элемента.

При воздействии переменного электрического тока поляризованные частицы матрикса кристалла начинают вибрировать, генерируя ультразвук. Напротив, при воздействии ультразвуковой волны на поверхность кристалла поляризованные частицы также вибрируют, что приводит к образованию переменного электрического тока. Поэтому пьезоэлектрический кристалл может функционировать и как передатчик, и как приемник ультразвука.
Этот процесс является сутью феномена пьезоэлектричества, т.е. трансформации электрической энергии в механическую энергию и наоборот.

Для получения изображения датчик генерирует короткий импульс ультразвука. Как правило, двухмерные датчики работают с импульсами длиной от двух до четырех длин волны. Чем короче длина ультразвукового импульса, тем лучше аксиальное разрешение системы. Таким образом, чем короче длина волны, тем короче образующийся импульс и тем более высоко аксиальное разрешение.

- Читать "Трехмерная конфигурация ультразвукового луча. Поля сканирования 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