Амплитуда напряжения, приложенного к кристаллу, пропорциональна амплитуде звуковой волны и наоборот. Поэтому возвращающиеся ультразвуковые волны могут быть преобразованы в напряжение пропорциональной амплитуды. Это явление обозначают как амплитудный режим (А-режим).
Амплитуда давления ультразвуковой волны, и, таким образом, амплитуда напряжения, создает аналоговый, а не цифровой сигнал. Различные ультразвуковые системы преобразовывают аналоговый амплитудный сигнал в цифровой на различных стадиях вычислительной обработки, в результате которой появляется изображение. Чем раньше аналоговый сигнал путем вычислений будет преобразован в цифровой вид, тем меньше будут информационные потери. Благодаря ранней обработке аналогового сигнала удается наилучшим образом сохранить данные и получить качественное ультразвуковое изображение.
Несмотря на то, что и первые ультразвуковое аппараты анализировали изменения напряжения, интерпретировать их стало возможным только благодаря легендарным техническим новшествам 70-х годов. Чтобы делать информацию более понятной, амплитуды напряжения были преобразованы к шкале относительной яркости (В-режим). Шкала яркости является более относительной информацией, чем отображение абсолютной величины сигнала, поскольку ослабление ультразвуковой волны зависит от расстояния и состава объектов, с которыми взаимодействует звук.
Научные исследования направлены на определение абсолютной шкалы, что позволит вычислять абсолютную акустическую плотность различных тканей. Тогда преобразование амплитуды напряжения в яркость можно производить относительно излучившего ультразвук кристалла, который получил его после отражения, а шкалу каждого излучающего кристалла — представить в виде колонки распределения яркости, соответствующей линии сканирования.
Для создания ультразвукового изображения линии сканирования располагаются рядом друг с другом. Таким образом, линии сканирования представляют собой серошкальное графическое отражение информации, определяемой расстоянием от датчика. Ориентация линий сканирования зависит от типа используемого датчика.
Типы ультразвуковых датчиков
В настоящее время обычно используются три основных типа датчиков: линейный, изогнутый линейный и секторный. Линейный датчик отображает линии сканирования перпендикулярно своей излучающей поверхности и параллельно друг другу. Изогнутый линейный и секторный датчики обеспечивают сканирование линиями, расположенными близко друг к другу около излучающей поверхности датчика и отклоняющимися друг от друга с увеличением расстояния от датчика.
Информация, содержащаяся в каждой линии сканирования, известна. К сожалению, пространство между линиями остается вне сканирования. Для заполнения этих пустых мест экстраполируют данные, полученные от линий сканирования с каждой из сторон такого промежутка. Поскольку линии сканирования отклоняются от изогнутого линейного и секторного датчиков, объем реальных данных пропорционально уменьшается.
При относительно глубоком сканировании внимание обычно сосредоточивается на больших объектах, например печени или почке. При сканировании таких органов степень разрешения уже не столь существенна, как при исследовании поверхностных структур, например молочной или щитовидной железы. Поэтому при сканировании поверхностных тканей по возможности должен использоваться линейный датчик.
У датчиков различных типов скорость формирования изображения разная. При одинаковой глубине сканирования линейный датчик обеспечивает самое быстрое получение изображения; секторный — самое медленное. Почему? Потому что, в отличие от построения линейного изображения, для получения секторного требуется фазовая последовательность работы пьезоэлектрических кристаллов. При исследовании секторным датчиком необходим больший объем работы кристаллов, чем при сканировании линейным датчиком. Скорость получения изображения изогнутым линейным датчиком является средней.
Учебное видео настройки аппарата УЗИ и параметров его работы
