سونوگرافی با ماورای صوت

برای عكسبرداری و سونوگرافی عمدتا از اشعه ایكس استفاده می‌شود. به لحاظ انرژی بالا و قدرت نفوذ زیاد اشعه ایكس از آن در سونوگرافی بافت‌های نرم و اعضای داخلی بدن نمی توان استفاده نمود. بنابراین از امواج آكوستیكی از جمله ماورای صوت در سونوگرافی بهره می‌گیرند.
● ویژگی پیزو الكتریسیته در بلور كوارتز
در تكنیك سونوگرافی مبنای كار بر مواد پیزوالكتریك نهاده شده است. مواد پیزوالكتریك به موادی اطلاق می‌شود كه می تواند تاثیر متقابل فشار مكانیكی و نیروی الكتریكی را در یك محیط برهم ایجاد كنند بهترین ماده پیزوالكتریك برای این منظور بلور كوارتز است. بلور شش ضلعی كوارتز دارای بار منفی و مثبت بصورت یك در میان در شش زاویه خود می‌باشد.
اگر این بلور را تحت اثر فشار یا كشش مكانیكی قرار دهیم. دو طرف بلور دارای بارهای منفی و مثبت خواهد شد. حال اگر بلور را در حالت خنثی در یك میدان الكتریكی قرار دهیم وجود بارهای مثبت و منفی باعث كاهش یا فشار در روی بلور شده و شكل بلور را تغییر می‌دهد. اگر این میدان الكتریكی با فركانس مشخص شروع به نوسان نماید. بلور پیزوالكتریك نیز متناسب با همان فركانس شروع به ارتعاش نموده و امواج مكانیكی از خود صادر می‌كند و این مبنای تولید ماورای صوت به توسط سیستم پیزوالكتریك است.
طرز بكارگیری بلور كوارتز در سونوگرافی یك نكته جالب توجه در پدیده سونوگرافی و ماورای صوت این است كه همان بلور پیزوالكتریك كه تحت تغییرات میدان الكتریكی فیزیك امواج ماورای صوتی تولید می‌كند. بازتابهای امواج را نیز از بافتهای درونی دریافت و با روندی دقیقا عكس روند تولید این فیزیك امواج به سیگنالهای الكتریكی تبدیل می‌كند. كه این سیگنال با انتقال به پردازشگر مركزی به شكل تصویر شخصی در روی صفحه نمایش دستگاه ظاهر می‌شود.
● ایجاد تصویر واضع از اندام‌های داخلی
برای ایجاد وضوح و تمایز بهتر ، فركانس تولید ماورای صوت طوری تنظیم می‌شود كه فیزیك امواج بازتابیده را برای ایجاد وضوح و تمایز و تصویر واضح تری را ایجاد كند. برای جلوگیری از پخش فیزیك امواج ماورای صوتی در راستاهای دیگر در ترانسدیوسر از ماده میرا كننده در دسته ترانسدیوسر استفاده شده است. بدین ترتیب فیزیك امواج ماورای صوت فقط در یك راستا در جهت بافتهای بدن منتشر می‌شود. فركانس ۳ مگاهرتز برای تصویر برداری ماورای صوتی از بافت‌های عمقی و فركانس یك مگاهرتز برای شناسایی بافت‌های سطحی بكار می‌رود.
بدترین عامل در كاهش نفوذ فیزیك امواج برای ایجاد تصویر واضح وجود آزمایش‌های مربوط به هوا در حد فاصل بدن بیمار و سطح ترانسدیوسر است. برای جلوگیری از این موضوع سطح بدن را با آب یا روغن یا ژله مخصوص آغشته می‌كنند تا هوایی در این فاصله باقی نماند. شرط بازتابش امواج در هنگام عبور از بافت‌های داخلی بدن تغییر دانسته بافت‌هاست. بدین ترتیب مرزهای اندامهای مختلف داخلی به خوبی مشخص می‌شوند. با توجه به این كه مقداری از فیزیك امواج حین عبور جذب می‌شوند و میزان این جذب با افزایش چگال بافت بیشتر می‌شود. تصاویر ماورای صوتی اندامهایی كه در پشت استخوان قرار دارند، چندان جالب و واضح نیست.
● آزمایش ساده
اگر یك بلور پیزوالكتریك به طور مثال در فركانس ۳ مگاهرتز تنظیم شده باشد در واقع فیزیك امواج با فركانس به ۳ مگاهرتز را نیز تولید می‌كند كه گستره این محدوده را پهنای باند فیزیك امواج گویند و هرچه پهنا اصلی ترین و شدیدترین آنها باشد. و سایر فیزیك امواج در این محدوده برای تولید تصاویر كناری یا فرعی در پدیده سونوگرافی بكار می‌روند.
آزمایش دیگر این تكنیك جداسازی ژرفی است و آن حداقل فاصله‌ای است كه با تغییر بافت دستگاه می تواند آنرا نشان دهد. در دستگاههای مدرن با فركانس ۱-۳ مگاهرتز این قدرت جداسازی حدود یك میلی متر است.

منبع : فیزیک آنلاین