УЗИ. История. Заболевания, диагностируемые данным методом. Современные аппараты

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Институт биологии и биомедицины

Реферат на тему:

«УЗИ. История. Заболевания, диагностируемые данным методом. Современные аппараты»

Выполнили:

Студенты группы 371962

Газетов Дмитрий

Васильева Милена

Гусева Наталья

Валерианова Ксения

Панфилова Валерия

Корелин Алексей

Нижний Новгород

Декабрь 2019г.

Ι. Физическая основа УЗИ

Из самого названия ясно, что принцип устройства УЗИ основан на таком физическом явлении, как ультразвук. Ультразвук представляет собой звуковые колебания, частоты которых превышают 20 кГц , эти колебания лежат выше порога восприятия органа слуха человека. Зачастую в медицинских аппаратах используются частоты от 2 до 10 МГц.

Распространению ультразвука препятствует любая среда, различного рода ткани человеческого организма в том числе, поэтому это явление называют акустическим сопротивлением, его величина определяется плотностью среды и скоростью распространения в ней звуковых волн. Так же используется понятие эхогенность – способность тканей органов отражать звук. При прохождении ультразвука через ткани на границе сред с различным акустическим сопротивлением и скоростью проведения ультразвука возникают явления отражения, преломления, рассеивания и поглощения.

При достижении пучком ультразвуковых волн границы двух сред с различным акустическим сопротивлением одна его часть продолжает распространение в новой среде, при этом в некоторой степени поглощаясь ею, а другая же – отражается.

Примером полного отражения ультразвука служит граница воздух/мягкие ткани. Чтобы улучшить проведение ультразвука в ткани тела человека, используют смазывание поверхности кожи водным желе или геля, который выполняет роль переходной среды. Отражение зависит от угла падения луча (наибольшее при перпендикулярном направлении) и частоты ультразвуковых колебаний (при более высокой частоте большая часть отражается).

На экране видима картинка из-за различия акустических сопротивлений граничащих сред - разных по структуре тканей. Чем больше это различие,

тем больше отражение, больше амплитуда зарегистрированного сигнала, следовательно, и на экране эта область будет выглядеть светлее и ярче. Полностью будут отражаться лучи, попадающие на границы тканей и воздуха, самые темные участки- явление наименьшего отражения. Более плотные ткани в большей степени отражают ультразвук, поэтому кости видимы нам картинке белыми, мягкие ткани передаются серыми оттенками, а полости или жидкости - черным цветом.

Чаще в технике для генерации звука (получения ультразвука) используются кристаллы пьезоэлектрических элементов. Их природа позволяет генерировать высокочастотный звук под воздействием электрического напряжения. При нахождении кристалла в зоне высокочастотных звуковых колебания пьезокристалл начинает обратным образом генерировать электроэнергию (явление, называемое пьезоэлектрическим эффектом). (Сущность пьезоэлектрического эффекта заключается в том, что при деформации монокристаллов некоторых химических соединений (кварц, титанат бария) под воздействием ультразвуковых волн, на поверхности этих кристаллов возникают противоположные по знаку электрические заряды — прямой пьезоэлектрический эффект. При подаче на них переменного электрического заряда, в кристаллах возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн. )