Линейная решетка преобразователей узи. Кольцевая решетка узи

Линейная решетка преобразователей обычно состоит из большого количества (как правило, от 128 до 256) М элементов малого размера. Вследствие того, что зона излучения одного элемента очень широка, несколько элементов (N) возбуждаются одновременно для того, чтобы сформировать и сфокусировать узкий луч. В подгруппе из N-элементов внешние элементы излучают импульсы раньше по времени, чем внутренние элементы, что позволяет, в зависимости от заданных задержек импульсов, сфокусировать луч на ту или иную глубину.

При приеме осуществляется суммирование эхо-сигналов, принятых отдельными элементами подгруппы, с введением таких же задержек для фокусировки на прием. Таким образом получаются «линии сканирования» (или акустические строки), из которых складывается акустическое изображение. Следующая акустическая строка получается аналогично с помощью подгруппы из N-элементов с той разницей, что подгруппа сдвигается на один элемент вдоль решетки. При этом формируется приемо-передающий луч той же формы, и за счет сдвига подгруппы из N-элементов решетки можно осуществить сканирование.

Каждый раз в плоскости сканирования делается фокусировка, что необходимо для улучшения разрешающей способности и чувствительности в фокальной зоне. Кроме того, необходима фокусировка в плоскости, перпендикулярной плоскости сканирования, для уменьшения толщины зоны обзора, что достигается за счет использования механического метода фокусировки.

Фазированные линейные решетки иногда называют электронными секторными, так как форма поля обзора у них имеет вид сектора («куска пирога»), ширина которого увеличивается с глубиной. Фокусировка на различную глубину осуществляется аналогично тому, как это делается в обычной линейной решетке, с той только разницей, что в формировании сфокусированного луча участвуют все элементы решетки, а не часть их, как в линейной решетке.

Сканирование, т.е. поворот луча в секторе от 60 до 90°, реализуется путем создания линейного изменения задержек в элементах. Соответствующим выбором задержек фокусировка и сканирование проводятся одновременно.

Кольцевая решетка использует комбинацию механического и электронного управления. Преобразователь состоит из нескольких кольцевых концентрических элементов. Формирование луча и фокусировка достигаются за счет введения взаимных задержек сигналов в каждом из кольцевых элементов. Преимуществом кольцевой решетки является то, что в ней достигается фокусировка сразу в двух измерениях так же, как и в одноэлементном преобразователе механического секторного сканирования.

Отличие состоит в том, что в многоэлементной решетке можно изменять глубину фокуса, не меняя сам преобразователь. Сканирование при использовании кольцевой решетки осуществляется механически: с помощью вращающегося зеркала или путем вращения самого преобразователя. Так же, как и в обычных датчиках механического сканирования, кольцевой преобразователь находится в жидкости, заполняющей датчик.

Если используется конструкция с вращающимся зеркалом, то преобразователь может иметь большой размер, например 10 см и более. Преобразователь с большой апертурой может использоваться для получения протяженной фокальной зоны, которая устанавливается на нужной глубине с помощью так называемой водной задержки. Водная задержка выбирается такой, чтобы исключить артефакты от реверберации ультразвука, возникающие из-за переотражений между кожей пациента и поверхностью преобразователя. Вследствие более длинного пути распространения ультразвука при использовании водной задержки частота повторения импульсов при сканировании должна быть снижена по сравнению с преобразователями обычных типов.

Частота кадров в этом случае не превышает 12 с (при 128 акустических строках), а в системах с высоким разрешением может составлять всего один кадр в секунду.

Как уже было сказано, в сканерах с кольцевой решеткой можно менять глубину зоны фокуса. Сканер может работать в специальном обзорном режиме, в котором глубина зоны фокусировки меняется в процессе получения одного кадра изображения. Если глубина зоны интереса определена, то можно из обзорного режима перейти к режиму сканирования с фиксированным фокусом на передачу, что позволяет увеличить частоту кадров по сравнению с режимом многофокусного обзора.

Источник: http://meduniver.com