Разрешение аппарата УЗИ. Латеральное и саггитальное разрешение эхографии
Латеральное разрешение предопределяется шириной ультразвукового луча. Для того, чтобы две точки, расположенные перпендикулярно оси луча, воспринимались как раздельные, необходимо, чтобы ширина луча была меньше расстояния между ними. Ширина луча ограничивается возможностями его фокусирования. Но ширина луча всегда больше, чем длина волны. Поэтому латеральное разрешение всегда хуже аксиального.
Сагиттальное (толщинное) разрешение характеризуется минимальным расстоянием между двумя различимыми точками, расположенными сагиттально к оси луча. Это разрешение характеризуется толщиной среза ткани, представленной на скане. Чем более тонкие срезы, тем лучше толщинное разрешение. Сагиттальное разрешение предопределяется толщиной ультразвукового луча, которая, в свою очередь, зависит от параметров пьезоэлементов и используемой акустической линзы.
Соотношение всех трех видов пространственного разрешения (аксиального, латерального и сагиттального) дает интегративную характеристику пространственной разрешающей способности сканера - объем разрешения. Из рисунка видно, что наилучшее значение в объеме разрешения имеет аксиальное разрешение, а наихудшее - сагиттальное.
Как уже отмечалось, пространственное разрешение ультразвука существенно зависит от фокусирования ультразвуковых лучей. Точка на центральной оси луча (F), где его ширина минимальна, называется фокусом. Фокусирование УЗ луча в простейшем случае достигается путем предания поверхности преобразователя сферической формы. Чем более вогнутой будет поверхность преобразователя, и, соответственно, чем меньше будет радиус кривизны его сферической поверхности, тем ближе к излучателю будет располагаться фокус.
Преобразователь с малым радиусом кривизны будет давать наилучшую фокусировку УЗ луча в фокальной зоне и, следовательно, наилучшую поперечную разрешающую способность. Но фокальная зона при этом будет мала по протяженности, и исследование с хорошим поперечным разрешением будет ограничено поверхностно расположенными структурами.
Для того, что бы улучшить поперечное разрешение на большом протяжении УЗ луча, необходимо использовать преобразователи с различным значением радиуса кривизны. Суммарное ультразвуковое изображение можно составить из нескольких фокальных зон, полученных от разных преобразователей с различными радиусами кривизны. Это дает наилучшее фокусирование и поперечное разрешение ультразвука на всех глубинах и обозначается как динамическое фокусирование. Такой способ динамического фокусирования применялся в механических секторных датчиках, оснащенных несколькими преобразователями.
Динамическое фокусирование в электронных датчиках достигается путем задержки по времени возбуждения пьезоэлементов, составляющих излучающую решетку. За счет интерференции ультразвука это позволяет создавать фокальную зону и перемещать ее на нужную глубину.
Важно, что динамическое электронное фокусирование позволяет управлять шириной луча только в латеральном направлении и, таким образом, регулировать только поперечное, но не толщинное (сагиттальное) разрешение. Для улучшения сагиттального разрешения в таких датчиках используют акустическую цилиндрическую линзу, которая фокусирует луч по толщине на строго определенном неизменном расстоянии.
