Механическое УЗИ сканирование. Сканеры для механического ультразвукового сканирования
В большинстве сканеров с механическим сканированием формируется секторное изображение. Угол сектора находится в диапазоне от 30 до 120°, наиболее часто используется угол 90°. Сканирование реализуется за счет движения преобразователя или с помощью качающегося «акустического зеркала».
Вследствие невозможности обеспечить необходимый контакт движущегося преобразователя или зеркала с пациентом преобразователь помещается в корпус, заполненный акустически прозрачной жидкостью. Таким образом с пациентом контактирует неподвижная поверхность корпуса датчика, в котором находятся движущиеся компоненты, так что в такой конструкции можно получить достаточно большие углы сканирования.
Механическое сканирование имеет два основных достоинства.
1. Простота реализации и менее сложная электроника.
2. Относительно небольшие артефакты изображения из-за меньшего уровня боковых лепестков по сравнению с многоэлементными решетками.
Недостатками механического сканирования являются:
1) форма ультразвукового луча и положение фокуса постоянны для данного преобразователя. Для изменения фокусировки требуется использовать более дорогой преобразователь;
2) частота кадров сканера зависит от того, насколько часто колеблется преобразователь. Требуемая частота кадров определяется тем, какая плотность линий (акустических строк) должна быть для получения необходимого качества изображения, а также глубиной области исследования. Возможность повышения частоты кадров ограничивается скоростью звука в тканях;
3) область обзора может увеличиваться только за счет снижения плотности линий в секторе изображения (при фиксированной частоте кадров), и следовательно, за счет уменьшения разрешающей способности. И наоборот, для повышения разрешающей способности требуется уменьшать сектор обзора. Эта проблема не только для механического, но и для электронного сканирования, что будет рассматриваться ниже.
Несмотря на большое разнообразие конструкций устройств механического сканирования, наиболее часто используется устройство, в котором преобразователь качается вокруг фиксированной точки, в результате чего получается секторное изображение. Колебание преобразователя обеспечивается электродвигателем. Каждая линия (акустическая строка) В-изображения получается и отображается в процессе сканирования, как радиус, проходящий через центр вращения преобразователя.
Формирование луча в механических датчиках достигается путем механической фокусировки за счет придания преобразователю вогнутой формы (так называемая внутренняя фокусировка) или с помощью соединенной с преобразователем акустической линзы (внешняя фокусировка). Один из недостатков такого рода конструкции состоит в невозможности изменять фокусировку во время сканирования. В свою очередь, в датчиках с электронной фокусировкой можно изменять фокусировку, управляя задержками сигналов, подаваемых на отдельные элементы.
