Затухание эха на двойном пути в однородном фантоме

Затухание — уменьшение уровня волны по мере распространения в среде. Эхо теряет уровень на пути к мишени и при возврате. На изображении эту закономерность может частично скрыть компенсация усиления, поэтому яркость точки нельзя считать непосредственной записью потерь.

От посылки до точки на УЗ-изображении

Пьезоэлектрические элементы работают в составе измерительного тракта. Среди его стадий есть передача, приём, формирование луча, оценка задержки и вывод. Часть параметров характеризует физический сигнал, часть — способ его представить. Например, изменение палитры или масштаба не меняет время распространения звука до отражателя. А смена частоты передачи способна повлиять и на затухание, и на форму отклика.

Расчётная модель

В учебной модели коэффициент затухания равен 0,5 дБ/(см·МГц), частота — 4 МГц. Путь до отражателя и обратно вдвое превышает глубину. Отражательная способность мишени фиксирована.

Входная величина x — Глубина мишени, см.

y = 2 × x × 0,5 × 4

Результат y — Потери распространения, дБ.

Подстановка для одного случая

Возьмём второе условие таблицы. При x = 2 выражение принимает вид 2 × 2 × 0,5 × 4. После вычисления получаем y ≈ 8. В соседних строках меняется только входная величина.

Глубина мишени, см	Потери распространения, дБ	Изменение y к первой строке
1	4	0
2	8	+4
4	16	+12
6	24	+20

График. Потери распространения, дБ в зависимости от Глубина мишени, см. Значения приведены в таблице. — Точки соответствуют строкам таблицы. Пунктир соединяет рассмотренные условия.

Как проверить вывод

В протоколе сохраните частоту и профиль усиления TGC. Если изменился только TGC, рост яркости глубокой мишени нельзя объяснять меньшими потерями в материале.

Граница применимости

Компенсация усиления по глубине меняет яркость изображения. Сравнивать яркость как меру затухания можно только при известных одинаковых настройках.

При опыте на фантоме фиксируют датчик, материал, температуру или паспортную скорость звука, режим, фокус и расположение мишени. Если оценивают время, нужны исходная частота или метки кадров. Если оценивают размеры, указывают плоскость и правило установки курсора. Так результат можно повторить на другой рабочей станции.

Проверьте себя

При каком из приведённых входных значений получится 8 по столбцу «Потери распространения, дБ»?

Показать разбор

Подстановка в выражение даёт 2 × 2 × 0,5 × 4 ≈ 8. Входное значение — 2.

Оборудование и характеристики

Ультразвуковые датчики и биопсийные насадки в каталоге ИНФОМЕД. Ниже приведены примеры исполнений и сведения из их карточек. Значения учебного опыта заданы отдельно.

Оборудование	Параметр карточки	Описание исполнения
Philips Lumify C5-2 — конвексный датчик для Android	Глубина	До 30 см
Philips Lumify C5-2 — конвексный датчик для Android	Диапазон	2–5 МГц
УЗИ-датчик Philips C9-5ec — устройство и применение	Направляющая для HD11 XE	Пластиковый кронштейн с одноразовой направляющей 16–22 G; отдельно
УЗИ-датчик Philips C9-5ec — устройство и применение	Полоса / элементы	5–9 МГц / 128
Секторный ультразвуковой датчик GE 6S-D	Глубина поля E95	16 см, системная характеристика
Секторный ультразвуковой датчик GE 6S-D	12S-D на Vivid E95	4–12 МГц,105°, глубина поля 12 см

Philips Lumify C5-2 — конвексный датчик для Android

Рабочий диапазон 2–5 МГц рассматривается в связи с задачами конвексной визуализации. Выбор частотной настройки связан с глубиной и затуханием сигнала. Более глубокое исследование и детализация близко расположенных структур предъявляют разные требования. Конкретный режим определяется клинической задачей и возможностями приложения. Техническая карточка не задаёт универсальных настроек для обследования пациентов.

Карточка оборудования ИНФОМЕД

УЗИ-датчик Philips C9-5ec — устройство и применение

Рабочая полоса 5–9 МГц подходит для детализации структур при сравнительно близком расположении преобразователя. Однако высокая частота не отменяет затухание и не гарантирует одинаковую видимость на любой глубине. Параметры выбирают по клинической задаче, акустическому доступу и режиму аппарата. Если увеличения яркости недостаточно для уверенной оценки, необходимо пересмотреть доступ, плоскость и настройки, а не считать яркость эквивалентом разрешения.

Карточка оборудования ИНФОМЕД