CCF20101119005(1)

Oddziaływanie ultradźwięków z tkankami

Fala ultradźwiękowa przechodząc przez ośrodek niejednorodny jakim są tkanki ulega takim zjawiskom jak odbicie, załamanie, ugięcie, pochłanianie, rozproszenie czy też dywergencja. Ilościowy udział tych zjawisk zależy od rodzaju tkanek, orientacji powierzchni tkanek w stosunku do penetrującej wiązki ultradźwiękowej, ich rezystancji akustycznej oraz częstotliwości ultradźwięków. Absorpcja fali ultradźwiękowej w ośrodku biologicznym wskutek której energia mechaniczna fali zamieniona zostaje na ciepło wykazuje zależność wykładniczą zgodnie ze wzorem

Ix=Ioe^ax

gdzie

I_x - natężenie' wiązki na głębokości x

Io - natężenie wiązki wchodzącej

•«^s.

a - współczynnik absorpcji

x - głębokość penetrującej wiązki ultradźwiękowej.

Współczynnik absorpcji a zależy od rodzaju tkanki oraz wprost proporcjonalnie od częstotliwości fali ultradźwiękowej f. Prawdopodobnie liniowa zależność absorpcji od częstotliwości spowodowana jest obecnością substancji białkowych w tkankach (procesy relaksacyjne w strukturach białkowych). Wykładnicze pochłanianie fali ultradźwiękowej stanowi zasadnicze utrudnienie w obrazowaniu (USG), ponieważ ze względu na rozdzielczość korzystne jest operowanie falami o możliwie małej długości fali, czyli wysokiej częstotliwości. Wówczas w miarę wzrostu częstotliwości występuje coraz większe tłumienie wiązki i trzeba stosować czulsze odbiorniki przy tej samej głębokości penetracji, co powoduje pojawienie się problemów związanych z szumami i zakłóceniami. Z kolei wzrost mocy wiązki ultradźwiękowej w takiej sytuacji nie rozwiązuje problemu ze względu na jej szkodliwe działanie na organizm.

*

Mechanizm działania ultradźwięków z tkankami

Energia akustyczna jaką wprowadzamy za pomocą wiązki ultradźwiękowej może ulegać zamianie na inne rodzaje energii, jakie mogą występować jednocześnie w danym

6