- •1. Прямой и обратный пьезоэлектрический эффект. Магнитострикционный эффект. Тензоэффект.
- •2. Описание характера распознавания уз волны в тканях биологического объекта.
- •3. Уз преобразователь как трансдьюсер. Классификация узп по элементной базе. Эхокардиография и фонокардиография (что есть что).
- •4. Классификация узп по типу сканирования.
- •5. Устройство узп с пояснением функции основных элементов.
- •6. Пространственная, продольная, поперечная разрешающие способности узи сканера.
- •7. Взаимосвязь частоты уз излучения с величиной продольной разрешающей способностью и максимальной глубиной исследования.
- •8. Чувствительность, динамический диапазон, апертура и динамическая фокусировка узп преобразователей.
- •9. Суть эффекта Допплера. Формула для расчета доплеровского сдвига частоты, применяемая в медицине, характеристика входящих физ. Величин.
- •10. Принцип построения доплерограммы.
- •11. Непрерывноволновой допплер (объяснить название и суть метода).
- •12. Импульсноволновой допплер (объяснить название и суть метода). Отличие датчика от датчика, используемого в непрерывноволновом режиме
- •13. Радиальная разрешающая способность Допплера. Причины, с которым связаны ограничения по максимальной глубине зондирования (перечислить).
- •14. Аускультация сердца и легких. Эхокардиография. Частотный диапазон звуков дыхания и сердца. Чувствительность и частотная характеристика акустических ип.
- •15. Аускультативные датчики (микрофоны). Неравномерность частотной характеристики. Сопротивление номинальной нагрузки. Характеристика направленности и уровень собственных шумов.
- •Электретный микрофон. Принцип действия, преимущества и недостатки. Независимость сигнала от частоты падающей звуковой волны.
- •Пьезоэлектрический акустический ип. Принцип действия, преимущества и недостатки. Электроакустический преобразователь колебательного ускорения. Принцип действия, преимущества и недостатки.
- •Электродинамический микрофон, принцип действия в режиме динамика и микрофона.
- •Пикфлоуметрия и спирометрия. Механические измерительные преобразователи расхода газов, принцип работы, преимущества и недостатки.
- •Расходомеры, основанные на определении дифференциального давления, принцип работы, преимущества и недостатки.
- •Требования, предъявляемые к ип потока воздуха. Ультразвуковые датчики для определения характеристик потока воздуха, принцип работы, преимущества и недостатки.
1. Прямой и обратный пьезоэлектрический эффект. Магнитострикционный эффект. Тензоэффект.
Пьезоэффект – это полное преобразование электрической энергии в механическую и обратно.
При деформации монокристаллов некоторых химических соединений (кварц, например) под воздействием ультразвуковых волн на их поверхности возникают противоположные по знаку электрические заряды – прямой пьезоэлектрический эффект (механические деформации пластины вызывают появление электрических зарядов на ее гранях).
При подаче на них переменного электрического заряда, в кристаллах возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн – обратный пьезоэлектрический эффект (при помещении пластины в электрическое поле возникает механическая деформация вдоль перпендикулярных осей). Таким образом, один и тот же пьезоэлемент может быть попеременно то приемником, то источником ультразвуковых волн.
Магнитострикция – изменение линейных размеров тела при его намагничивании. Величина магнитострикции монокристалла различна в разных направлениях. При этом в результате деформации в кристаллической решетке магнитного материала возникают внутренние механические напряжения.
Тензоэффект (тензорезистивный эффект) – изменение активного электрического сопротивления проводников или полупроводников при их механической деформации.
2. Описание характера распознавания уз волны в тканях биологического объекта.
Ультразвуковая волна (как любая звуковая волна) распространяется в среде в виде чередующихся зон сжатия и расширения расстояний между молекулами вещества, которые совершают колебательные движения.
Ультразвуковые колебания при распространении подчиняются законам геометрической оптики. В однородной среде они распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью (в среднем 1540 м/с). На границе различных сред с неодинаковой акустической плотностью часть лучей отражается, а часть преломляется, продолжая прямолинейное распространение.
Любая среда, в том числе и ткани организма, препятствует распространению ультразвука, то есть обладает различным акустическим сопротивлением, величина которого зависит от их плотности и скорости ультразвука. Чем выше эти параметры, тем больше акустическое сопротивление. Такая общая характеристика любой эластической среды обозначается термином акустический «импеданс»:
𝑍=𝜌𝑉,
где 𝜌 – плотность среды V – скорость звука в рассматриваемой среде.
Биологические ткани различаются по величине акустического сопротивления. Достигнув границы двух сред с различным акустическим сопротивлением, пучок ультразвуковых волн претерпевает существенные изменения: одна его часть продолжает распространяться в новой среде, в той или иной степени поглощаясь ею, другая – отражается.
Коэффициент отражения зависит от:
1. Разности величин акустического сопротивления граничащих друг с другом тканей;
2. Угла падения;
3. Частоты ультразвуковых колебаний.
Чем меньше длина УЗ волны, тем выше разрешающая способность ультразвукового аппарата. В системах медицинской ультразвуковой диагностики обычно используют частоты от 2 до 10 МГц. Разрешающая способность современных ультразвуковых аппаратов достигает 1-3 мм.