Көрініске келтірудің оптикалық әдістері

Көрініске келтірудің ультрадыбыстық әдістері.

УДЗ ның физикалық негізі — пьезоэлектрлік эффект. Кристалдар деформациясы кезінде кейбір химиялық қосылыстардың монокристаллдарында (кварц, барий титанаты) ультрадыбыстық толқындар әсерінен электрлік зарядының таңбалары қарама қарсы құбылыс пайда болады. — бұл тура пьезоэлектрлік эффект. Оларға айнымалы электр зарядын түсіргенде заряда, кристалдарда ультрадыбыстық толқын болып шығарылатын механикалық тербелістер пайда болады. Осылайша бір пьезоэлемент алма, кезек қабылдағыш пен ультрадыбыс шығаратын көз бола алады.Ультдыбыстық аппараттардың бұл бөлігі акустикалық түрлендіргіштер, трансдюсер немесе датчик деп аталады..

Ультразвук белгілі ортада заттардың кезектесіп келетін - сығылу және сиректелу аймағы түрінде тарайды..Дыбыс толқындары оның ішінде ультрадыбыстық толқындар тербеліс периодымен — молекула (бөлшек) толық бір тербеліс жасайтын уақытпен, жиілік уақыт бірлігіндегі тербеліс санымен, толқын ұзындығы бір фаза уақыт ішіндегі қашықтықпен және таралу жылдамдығымен сипатталады.Таралу жылдамдығы толқын тарайтын ортаның серпімділігімен тығыздығына көп тәуелді болады.Толқын ұзындығы жиілікке кері прпорционал. е. Толқын ұзындығы қысқа болған сайын ультрдыбыс аппаратының ажырату қабылеті жоғары болады. Медициналық ультрадыбыстық диагностика жүйелерінде көбінесе 2 МГц тен 10 МГц – ке дейінгі жиілік пайдаланылады.Қазіргі замандық ультрадыбыстық аппаратардың ажырату қабылеті 1-3 мм - ге жетеді..

Кез келген орта ,оның ішінде ағза ұлпасы ультрадыбыстың таралуына бөгет жасайды. Яғни, әр түрлі акустикалық кедергілері бар деген сөз.Олардың шамасы орта тығыздығына, ультрадыбыстың жылдамдығына тәуелді

Акустикалық кедергісі әр түрлі екі ортаның шекарасына жеткен ультрадыбыс толқындарының шоғыры көп өзгеріске ұшырайды: оның бір бөлігі жаңа ортада белгілі бір дәрежеде жұтылып, әрі қарай таралуын жалғастырады,екіншісі — шағылады. Шағылу коэффициенті бір - бірімен шекараласатын ұлпалардың акустикалық кедергілерінің айырмасына тәуелді. Айырма үлкен болса шағылу күшті,яғни,тіркелетін сигналдың амплитудасы үлкен: амплитудасы үлкен, сондықтан аппарат экранында жарық, анық болып көрініс береді. Ұлпалар мен ауа арасындағы шекара толық шағылдырғыш бола алады.

Әдістің таралуының қарапайым нұсқасында әдіс екі дененің тығыздықтарының бөліну шекарасына дейінгі қашықтықты бағалауға мүмкіндік береді. Бағалау ортаның бөліну шекарасынан шағылған толқынның өту уақытына негізделеді. Зерттеудің күрделі әдістері(мысалы,Доплер эффектісіне негізделген) тығыздықтардың бөліну шекараларының қозғалыс жылдамдығын , сонымен бірге шекара құрайтын тығыздықтардың айырмасын анықтауға мүмкіндік береді.

Ультрадыбыстық тербелістер таралу кезінде геометриялық оптика заңдарына бағынады..Бір текті ортада тұрақты жылдамдықпен түзу сызықты тарайды.Акустикалық кедергілері әр орталардың шекарасында сәуленің бір бөлігі шағылады,тағы бір бөлігі түзу сызық бойымен таралуды жалғастыра отырып, сынады.Шекараласатын ортаның акустикалық тығыздықтарының өзгеру градиенті жоғары болса ультрадыбыс тербелістерінің көп бөлігі шағылады. Ультрдыбыстың ауадан теріге өту шекарасында тербелістердің 99,99 % шағылуға ұшырайды. Пациентті ультрадыбыстық сканирлеу кезінде тері бетін су желесімен майлау керек,ол өтпелі орта атқарады. Шағылу сәуленің түсу бұрышына (ең көп шағылытыны перпендикуляр бағытта и) және ультрдыбыс жиілігіне тәуелді.(жоғары жиілікте көп бөлігі шашырайды).

Диагностикада Доплер эффектісін пайдалану үлкен қызығушылық туғызады.Доплер эффектісінің мәні дыбыс шығаратын көзбен дыбысты қабылдайтын құралдың бір бірімен салыстырмалы қозғалысының салдарынан дыбыс жиілігінің өзгеруінде жатыр.Дыбыс қозғалған нысыаннан шағылғанда

1.
Владимиров Ю.А. с соавт. Биофизика. М., Медицина, 1983.