Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Физические и технические основы ультразвукового исследования и принципы
Содержание
- 1. Физические и технические основы ультразвукового исследования и принципы
- 2. Звук — это механическая продольная волна, в
- 3. Для получения ультразвука используются специальные преобразователи -
- 4. Датчики УЗ сканеровДатчиком УЗ сканера (по-английски Probe)
- 5. Устройство одномерного УЗ датчикаВ металлическом корпусе 1
- 6. Чтобы пьезопреобразователь работал на частоте собственного механического
- 7. Зондирование таким датчиком осуществляется путем непосредственного контакта
- 8. Для исключения отражений необходимо, чтобы волновой импеданс
- 9. Например, волновой импеданс ZС согласующего слоя для
- 10. Различные способы отображения (визуализации) УЗ эхо-сигналов называются
- 11. Рисунок 2. А – эхограмма ДатчикОбъектЭхо
- 12. А-эхограммы имеют ограниченное самостоятельное применение. Более распространена
- 13. Рис. 3. М-эхограмма
- 14. Слайд 14
- 15. Слайд 15
- 16. Кроме стенок миокарда УЗ луч отражают и
- 17. Основным способом УЗ визуализации внутренних органов является
- 18. Датчики с механическим управлением дают только секторные
- 19. Слайд 19
- 20. Слайд 20
- 21. Слайд 21
- 22. Слайд 22
- 23. Для адекватного воспроизведения УЗ изображения на экране
- 24. Основу линейного датчика составляет многоэлементная пьезорешетка, или
- 25. Апертура датчика обычно содержит от 16
- 26. Общее количество таких строк равно Nстр =
- 27. Широко применяются так называемые конвексные датчики. Они
- 28. Кроме рассмотренных выше типов эхограмм в УЗ
- 29. Разновидности датчиков для УЗИ аппаратовДатчик – одна
- 30. Линейные датчикиРабочая частота 5-15 МГц. Глубина сканирования
- 31. Конвексные датчикиРабочая частота 2-7,5 МГц. Глубина сканирования
- 32. Секторные датчикиРабочая частота 1,5-5 МГц. Используется в
- 33. Внутриполостные датчикиВнутриполосные датчики. Вагинальные (кривизна 10-14 мм),
- 34. Биплановые датчикиСостоят из двух совмещенных излучателей. Конвекс
- 35. 3D/4D объемные датчикиМеханические датчики с кольцевым вращением,
- 36. МатричныеДатчики с двумерной решеткой. Делятся на:1.5D (полуторомерные).
- 37. Карандашные (слепые CW) датчикиДатчики с раздельным приёмником
- 38. Датчики для инвазивных УЗИВидеоэндоскопические датчикиСочетают в одном
- 39. Лапароскопические датчикиПредставляют собой тонкую трубку с излучателем
- 40. Скачать презентанцию
Звук — это механическая продольная волна, в которой колебания частиц находится в той же плоскости, что и направление распространения энергии. Верхняя граница слышимого звука — 20000 Гц. Звук с частотой, превышающей
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Физические и технические основы ультразвукового исследования и принципы ультразвуковой диагностики
ЛПЗ
по дисциплине «Инструментальные методы диагностики»
Слайд 2Звук — это механическая продольная волна, в которой колебания частиц
находится в той же плоскости, что и направление распространения энергии.
Верхняя граница слышимого звука — 20000 Гц. Звук с частотой, превышающей эту величину, называется ультразвуком. Частота — это число полных колебаний (циклов) за период времени в 1 секунду. Единицами измерения частоты являются герц (Гц) и мегагерц (МГц). Один герц — это одно колебание в секунду. Один мегагерц = 1000000 герц. В современных ультразвуковых приборах для получения изображения используется ультразвук частотой от 2 МГц и выше.
Слайд 3Для получения ультразвука используются специальные преобразователи - датчики или трансдьюсеры,
которые превращают электрическую энергию в энергию ультразвука. Получение ультразвука базируется
на обратном пьезоэлектрическом эффекте.
Слайд 4Датчики УЗ сканеров
Датчиком УЗ сканера (по-английски Probe) называют выносное устройство,
которое служит для локации объекта УЗ колебаниями и приема и
преобразования в электрические импульсы отраженных звуковых сигналов (эхо). Датчик содержит один или несколько пьезоэлементов и другие механические и электрические компоненты, тип которых зависит от назначения датчика
Слайд 5Устройство одномерного УЗ датчика
В металлическом корпусе 1 расположен пьезоэлемент 2,
который снаружи покрыт согласующим слоем 3. С тыльной стороны пьезоэлемента
расположен демпфер 4 – слой пористой керамики, предназначенный для гашения звуковых колебаний, излучаемых назад, и для получения коротких УЗ импульсов. Возбуждение и съем сигнала с ПЭП осуществляется через коаксиальный разъем. Для уменьшения зарядного тока ПЭП и формирования зондирующего импульса в его цепь включают индуктивность 5 – дроссель.
Слайд 6Чтобы пьезопреобразователь работал на частоте собственного механического резонанса, его толщину
выбирают равной половине длины волны возникающих в нем звуковых колебаний.
Например, при частоте 3 МГц толщина пьезоэлемента будет равна 0,67 мм.
Слайд 7Зондирование таким датчиком осуществляется путем непосредственного контакта с поверхностью тела.
При этом неизбежны потери мощности УЗ колебаний из-за отражения. Для
его уменьшения и служит согласующий слой. При его отсутствии вследствие большого различия волновых импедансов пьезоэлектрика и мягких тканей коэффициент отражения был бы равен 0,87, т.е. лишь 13% излучаемой энергии проходило бы в ткани
Слайд 8Для исключения отражений необходимо, чтобы волновой импеданс согласующего слоя Z
был равен среднегеометрической величине волновых импедансов ZП и ZТ пьезоэлектрика
и тканей:
Слайд 9Например, волновой импеданс ZС согласующего слоя для пьезоэлемента из ЦТС-19
будет равен примерно 3,7 Zводы (с учетом того, что ZТ
Zводы). Толщина согласующего слоя берется равной четверти длины волны в мягких тканях, в данном случае 0,25 мм.
Слайд 10Различные способы отображения (визуализации) УЗ эхо-сигналов называются эхограммами. Простейшей из
них является А-эхограмма. Она получается при локации объекта одномерным датчиком
вдоль какого-либо направления и представляет собой некоторую кривую на экране ЭЛТ. Механизм получения А-эхограммы поясняет рис. 2.
Слайд 12А-эхограммы имеют ограниченное самостоятельное применение. Более распространена М-эхограмма, название которой
происходит от английского словосочетания motion-time – движение-время. Этот вид эхограммы
используют для исследования подвижных объектов, в основном сердца. Ее сущность поясняет рис. 3.
Слайд 16Кроме стенок миокарда УЗ луч отражают и другие отделы сердца,
и результирующая М-эхограмма получается очень сложной. Опытный врач-кардиолог может извлечь
из нее много полезной информации: размеры сердца в разных стадиях (показано на рисунке), характер движения стенок и клапанов и многое другое. Описанный механизм получения М-эхограммы характерен для аналоговых УЗ сканеров. В цифровых сканерах он выглядит несколько иначе. Учитывая большую диагностическую информативность М-эхограммы, ее обязательно включают в набор режимов современных УЗ аппаратов.
Слайд 17Основным способом УЗ визуализации внутренних органов является двухмерная В-эхограмма. Она
представляет собой изображение сечения внутреннего органа или структуры и, по
сути, является томограммой. Ее получают с помощью сканирующих двухмерных датчиков, которые различаются по способу сканирования – с механическим и электронным управлением и по виду получаемого изображения (растра) – секторные и линейные.
Слайд 18Датчики с механическим управлением дают только секторные изображения, а датчики
с электронным управлением – могут давать изображения в секторном и
прямоугольном растрах. Долгое время секторные механические датчики оставались основным типом датчиков УЗ сканеров. Они проще в изготовлении и имеют меньшую стоимость, чем линейные. Последние стали широко применяться, когда были разработаны способы управления, позволившие существенно улучшить качество изображения.
Слайд 23Для адекватного воспроизведения УЗ изображения на экране монитора необходимо знать
точное угловое положение пьезоэлемента. Оно определяется с помощью специального датчика
углового положения, который входит в состав УЗ датчика. Определенную проблему для разработчиков УЗ сканеров создает малая частота качаний пьезоэлемента. В аналоговых моделях УЗ аппаратов это приводило к мерцанию изображения на экране, ухудшало его восприятие и утомляло зрение. В цифровых аппаратах при той же частоте качаний пьезоэлемента этот недостаток отсутствует.
Слайд 24Основу линейного датчика составляет многоэлементная пьезорешетка, или матрица. Она состоит
из большого числа пьезоэлементов (от 50 до 300), разделенных между
собой слоем изоляции.Ввиду малости апертуры элемента решетки (d) его УЗ луч будет сильно расходящимся, а мощность излучения – чрезвычайно малой. Поэтому объект сканируют группой из n элементов, которую называют апертурой датчика.
Слайд 25 Апертура датчика обычно содержит от 16 до 32 элементов.
С помощью электронных средств управления – ключей и сдвигающих регистров
– осуществляют перемещение результирующего луча вдоль решетки. На каждом шаге апертура датчика излучает УЗ колебания и принимает эхо-сигналы, т.е. формирует строку УЗ изображения.
Слайд 26Общее количество таких строк равно Nстр = N – n
+ 1, где N – число элементов пьезорешетки. Например, чтобы
получить 256 строк УЗ изображения при n = 32, необходимо N = 287. Заметим, что некоторые фирмы (Toshiba), производящие УЗ аппаратуру, применяют сканирование с чередующимся числом n элементов апертуры, например 48 – 47. Тем самым получают шаг сканирования, равный d/2, т.е. увеличивают число строк вдвое по сравнению с числом элементов. Разумеется, для этого требуются более сложные аппаратные (и программные) средства.
Слайд 27Широко применяются так называемые конвексные датчики. Они занимают промежуточное положение
между секторными и линейными датчиками. Их пьезорешетка, как и у
линейных, содержит большое (хотя и меньшее) количество элементов, но она изогнута в виде дуги. Это позволяет, с одной стороны, организовать управляемую фокусировку луча, а с другой – получить веерный растр. Поэтому конвексный датчик при относительно малых размерах позволяет получить большое поле обзора при хорошем качестве изображения.
Слайд 28Кроме рассмотренных выше типов эхограмм в УЗ диагностике иногда применяют
С-эхограммы. Их получают путем фронтального сканирования объекта, в результате чего
строится изображение сечения на определенной глубине. Сканирование обычно выполняют вручную, а сама процедура требует специальных приспособлений: ванна с водой, куда помещается пациент, механический датчик координат и др. Разумеется, аппаратура для С-сканирования должна быть цифровой, с памятью.
Слайд 29Разновидности датчиков для УЗИ аппаратов
Датчик – одна из важнейших частей
УЗИ аппарата. Именно от датчика зависит, какие органы и на
какой глубине могут быть исследованы. Так, например, датчик, предназначенный для мелких животных, будет недостаточно мощным для исследования органов крупных животных и наоборот
Слайд 30Линейные датчики
Рабочая частота 5-15 МГц. Глубина сканирования небольшая (до 10
см). За счет высокой частоты сигнала позволяют получать изображение с
высоким разрешениемЛинейные УЗИ датчики могут использоваться для исследовании поверхностно расположенных органов, мышц и небольших суставов, сосудов
Слайд 31Конвексные датчики
Рабочая частота 2-7,5 МГц. Глубина сканирования - до 25
см. Изображение по ширине на несколько сантиметров больше размеров датчика.
Для определения точных анатомических ориентиров специалист должен учитывать эту особенностьКонвексные датчики используются для сканирования глубоко расположенных органов: брюшная полость, мочеполовая система
Слайд 32Секторные датчики
Рабочая частота 1,5-5 МГц. Используется в случаях, когда нужно
с небольшого участка получить большой обзор на глубине. Используется для
исследования межреберных промежутков, сердца
Слайд 33Внутриполостные датчики
Внутриполосные датчики. Вагинальные (кривизна 10-14 мм), ректальные, либо ректально-вагинальные
(кривизна 8-10 мм). Предназначены для исследований и области гинекологии, урологии,
акушерства
Слайд 34Биплановые датчики
Состоят из двух совмещенных излучателей. Конвекс + конвекс, либо
линейка + конвекс. Позволяют получать изображения как в поперечном, так
и в продольном срезе. Помимо биплановых, существуют трех-плановые датчики с одновременным выводом изображений со всех излучателей.
Слайд 353D/4D объемные датчики
Механические датчики с кольцевым вращением, либо угловым качением.
Позволяют проводить автоматическое посрезовое сканирование органов, после чего данные преобразуются
сканером в трехмерную картинку. 4D – трехмерное изображение в реальном времени. Возможен просмотр всех срезовых изображений
Слайд 36Матричные
Датчики с двумерной решеткой. Делятся на:
1.5D (полуторомерные). Количество элементов по
ширине решетки меньше, чем по длине. Это обеспечивает максимальное разрешение
по толщине.2D (двумерные). Решетка представляет собой прямоугольник с большим количеством элементов по длине и ширине. Позволяют получать 4D изображение, одновременно выводить на экран несколько проекций и срезов.
Слайд 37Карандашные (слепые CW) датчики
Датчики с раздельным приёмником и излучателем. Используются
для артерий, вен конечностей и шеи - 4-8 МГц, сердца
- 2 МГц.
Слайд 38Датчики для инвазивных УЗИ
Видеоэндоскопические датчики
Сочетают в одном устройстве гастрофиброскоп/бронхофиброскоп и
ультразвук.
Игольчатые (катетерные) датчики
Микродатчики для ввода в труднодоступные полости, сосуды, сердце.
Слайд 39Лапароскопические датчики
Представляют собой тонкую трубку с излучателем на конце. Датчик
может применяться для контроля при лапароскопических операциях. У разных моделей
кончик может изгибаться в одной плоскости или двух плоскостях или не изгибаться вовсе. Управление осуществляется с помощью джойстика, аналогично гибким эндоскопам. Излучатель может быть линейным боковым, конвексным боковым, фазированным с прямым обзором, в зависимости от модели
