Inhoud
- transducers
- kristallen
- focus
- instellingen
- Akoestische impedantie
- Lagen kristallen in serie
- gel
- Beeldproductie
Echografie is een niet-invasieve techniek voor het controleren van het inwendige van objecten of lichamen (Handout / Getty Images Sport / Getty Images)
transducers
Een transducer is een apparaat dat de ene energievorm omzet in een andere. De camera die voor het echografiebeeld wordt gebruikt, is een transducer. Het zet spanning om in trillingen en omgekeerd. Trillingen zijn mechanische geluidsgolven, terwijl spanning potentiële elektrische energie is. De transducers bestaan uit verschillende onderdelen die zijn geïntegreerd om de golf te produceren, deze naar het lichaam over te brengen en de echo's van de lichaamsstructuren vast te leggen.
kristallen
De kristallen zijn de bron van de mechanische golven van de transducers. De spanning wordt op het kristal toegepast, waardoor het trilt, een functie die het piëzo-elektrische effect wordt genoemd. De hoeveelheid spanning regelt de frequentie van de trilling, die op zijn beurt de gewenste frequentie van de geluidsgolf produceert. Loodzirkonaattitanaat is een kunstmatig materiaal dat gewoonlijk wordt gebruikt voor de kristallen van de transducers.
focus
Het kristal heeft de vorm van een ronde lens. De geluidsemissie wordt geprojecteerd vanuit het kristal, met dezelfde diameter, en neemt geleidelijk af tot de helft van de diameter. Dit is de focus van het probleem. Na focussering neemt de emissie geleidelijk in diameter toe. Ultrasone transducers gebruiken meerdere kristallen om een tweedimensionaal beeld te produceren.
instellingen
Echografie wordt gebruikt om specifieke structuren te onderzoeken, dus de natuurlijke focus van de emissie is niet voldoende voor een adequate beeldvorming. De focus moet anders zijn voor structuren op basis van hun afstand tot de transducer. Lenzen, gebogen elementen en spiegels kunnen worden gebruikt in transducers om hun focus te vergroten en kunnen niet worden gewijzigd. De elektronische focus wordt bestuurd door de sonograaf die de instellingen van de machine aanpast. Het veranderen van de focus zorgt ervoor dat de transducer op verschillende tijdstippen spanning toevoert aan verschillende kristallen. Dit tijdverschil verandert de focus van de uitzending.
Akoestische impedantie
Akoestische impedantie wordt bepaald door de dichtheid van het materiaal en de snelheid van geluidsgolven, die worden bepaald door het materiaal waarmee ze reizen. Als twee materialen verschillende akoestische impedanties hebben, zal het geluid de structuur reflecteren en een aflezing in het echogram produceren. Het verschil in akoestische impedantie bepaalt hoeveel geluid wordt gereflecteerd en hoeveel er door het lichaam zal blijven worden verzonden. De akoestische impedanties van het kristal en de lucht zijn zeer verschillend, dus er zal geen ultrasone transmissie voorbij het oppervlak van de transducer plaatsvinden.
Lagen kristallen in serie
Om de akoestische impedantie tussen het kristal en het lichaam te minimaliseren, worden meerdere lagen in serie geplaatst tussen het kristal en het oppervlak van de transducer. Vele lagen worden gebruikt, beginnend met een laag met akoestische impedantie dichtbij die van het kristal, en eindigend met een laag waarvan de akoestische impedantie dicht bij de impedantie van de huid ligt. Dit vermindert de reflecties en zorgt ervoor dat meer geluid zich door het lichaam kan verspreiden.
gel
Ultrasone gel wordt op de huid aangebracht om lucht tussen de transducer en het lichaam te verwijderen. Dit elimineert de reflectie die zou worden veroorzaakt door het akoestische impedantieverschil van de lucht. Echografie gel helpt bij de verspreiding van geluidsgolven in het lichaam.
Beeldproductie
De ultrasone golven weerspiegelen de weefsels. Deze reflecties worden echo's genoemd en komen terug via de ultrasone gel, de bijbehorende lagen en het kristal. Vanuit het kristal worden ultrasone golven omgezet van mechanische energie naar elektrische potentiële energie of spanning. Deze energie wordt naar de rest van het ultrasone systeem gestuurd voor conversie naar een digitaal beeld.