Поглощение ультразвуковых колебаний

схематическое изображение ультразвуковой реверберации 1, 2— истинные отражения, 3— реверберацияПоглощение ультразвуковых колебаний и их рассеивание характеризуют глубину проникновения ультразвука в ткани.

Потери энергии ультразвука при прохождении через среду возрастают с увеличением частоты колебаний, вязкости среды и ее теплопроводности.

Для сердечной мышцы коэффициент поглощения повышается линейно по мере увеличения частоты, а для костной ткани — пропорционально квадрату частоты колебаний.

Для определения степени поглощения и ослабления ультразвука в ткани введен термин «глубина полупоглощения (Goldman D., 1956), отражающий расстояние, которое должен пройти ультразвук в данной среде, пока его энергия не уменьшится вдвое.

Глубина полупоглощения для различных тканей

Ткань Частота, МГц Глубина полупоглощения, см
Мышца
Жировая ткань
Костная ткань
Кровь
0,8
0,8
0,8
1,0
2,1
3,3
0,23
35,0

схема строения ультразвукового датчика: 1 — пъезокристалл, 2 — электроды, 3 — изолирующий материал, 4 — проводникиРаспространение ультразвуковых колебаний. Если длина волны значительно превышает диаметр пластины излучателя, то звуковые волны распространяются во все стороны от источника в форме так называемых сферических волн. Если же длина волны уменьшается, то ультразвуковая энергия концентрируется в луч.

Ультразвуковые колебания имеют очень малую длину волны и могут быть получены в виде узких пучков, распространяющихся аналогично световым лучам по законам оптики. Ультразвуковые волны, излучаемые датчиком, вначале идут параллельно, а затем начинают расходиться.

Расстояние, на котором луч остается параллельным (ι), зависит от радиуса датчика (r) и длины волны (λ): ι=r/λ

Таким образом, при использовании обычного датчика диаметром 12 мм и частоте ультразвука 2,25 МГц луч будет оставаться параллельным на расстоянии 6 см. На глубине 10 см ширина луча становится вдвое больше диаметра датчика. Для уменьшения степени расхождения луча используют датчики с фокусирующими ультразвуковыми линзами. Вогнутая линза делает луч сходящимся в начальном отделе и значительно уменьшает степень его расхождения в дальнейшем. Использование линз с разной степенью кривизны позволяет создавать фокусную зону на различном расстоянии от датчика.

«Ультразвуковая диагностика в кардиологии», Н.М.Мухарлямов

Самые высокие мысли подсказывает нам сердце.
Вовенарг