Осипов Л.В. - Ультразвуковые диагностические приборы (1035679), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Современные электронные средства позволяют быстро (в реальном времени) перестраивать многоканальный приемный тракт, отслеживая передвижение импульса вглубь исследуемой области и обеспечивая каждый раз наилучшую форму прием- нога луча на той глубине, с которой осуществляется прием эха-сигналов.
Динамическая фокусировка на прием в реальном времени — очень эффективный способ получения хорошего качества изображения во всем диапазоне глубин работы датчика без снижения частоты кадров. Этот Особенности работы ультразвуковых сканеров Преобразователь Приемны УЗ луч ульттазвукоаь'одиагногги ~агкиа гри' орг 87 способ используется во всех УЗ диагностических приборах высокого и среднего класса, а также в большинстве простых приборов. В простых приборах и ряде приборов среднею класса применяется динамическая фокусировка на прием с переключением, как правило, четырех фокусов.
В приборах высокого класса количество переключаемых фокусов может быть больше. В частности, в компьютеризованных приборах с цифровой обработкой сигналов фокус на прием может перестраиваться почти непрерывно по мере движения зондирующего импульса вглубь обследуемай области (рис. 20). Управление фокусировкой. Фокусировка нв передачу Мы уже говорили а том, как реализуется динамическая фокусировка одновременно на передачу и прием путем переключения зон фокуса. Управление переключением фокуса производится с помощью специальных кнопок на клавиатуре прибора. Чаще всего применяются обозначения для фокусов различной глубины— Е„Г, и тд., причем возрастание номера свидетельствует об увеличении глубины фокуса.
Иногда даются дополнительные данные о глубине— ближний, средний, дальний фокусы. При нажатии юлька одной кнопки устанавливается один фокус, в зоне которога качества изображения высокое, а за пределами фокальной зоны она снижае гся (рис. 14). При нажатии двух, трех, четырех кнопок одновременно строится составное изображение из двух, трех, четырех фекальных зон, причем за пределами этих зон изображение может быть сниженного качества. Частота кадров уменьшается по сравнению со случаем одного фокуса соответственно в два, три, четыре раза. Рис.
20. Динамическая фокусировка при- амного УЗ луча в цифровых ультразвуковых системах Если на экране прибора отображается только часть изображения в увеличенном масштабе на определенной глубине, та фокус прибора устанавливается автоматически на глубину, которая соответствует глубине изображения, и переключается также автоматически с изменением глубины изображения. На многих приборах на экране отображается положение фокуса (или нескольких фокусов) рядом с акустическим изображением. Иногда вместо положения фокуса индицируется размер фоквльной зоны по глубине (в виде вертикальной линии рядом с изображением).
Благодаря этому врач всегда может видеть на экране, где находятся зоны с высоким качеством изображения. В большинстве приборов используется динамическая фокусировка на Глана 3 8В Упьтраавуковые диагностические приборы приам в реальном времени, поэтому ручное управление фокусировкой осуществляется только на передачу. В отличие от приема эхо-сигналов фокусировка на передачу (излучение) зондирующих сигналов не может регулироваться в реальном времени — после излучения зондирующего сигнала с некоторым установленным фокусом, которому соответствует определенная форма луча, уже невозможно повлиять на форму передающего луча. Изменение Фокусировки на передачу позволяет выбрать зону по глубине, в которой можно улучшить качество изображения дополнительно к тому, что достигается фокусировкой на прием. Рисунок 21 иллюстрирует сказанное.
Сплошной линией на нем изображены границы приемного луча, динамически фокусируемого в реальном времени (аналогично примеру на рис. 19). Пунктирной линией показаны границы передающего луча при излучении в ближнюю зону — с Фокусом Р„, (рис. 21а) или в среднюю зону — с фокусом Ге (рис.
21б). Результирующий луч на передачу-прием становится уже в зоне Фокуса передающего луча в фокальной зоне ~, или в зоне (е. В зоне (., (или ( ) поперечная разрешающая способность более высокая и соответственно качество иэображения также лучше. Меняя Фокус передающего луча, можно по желанию врача устанавливать зону высококачественного изображения на нужную глубину. Управление переключением фокуса на передачу осуществляется, как уже было сказано, с помощью специальных кнопок на клавиатуре прибора. Точно так же, как сказано выше, при нажатии двух и более кнопок одновременно можно построить составное изображение иэ двух и более эон, соответствующих различным фокусам на передачу (рис. 21в).
Зона высококачественного изображения в атом случае увеличивается по глубине ((.ь, на рис. 21в). Однако при этом частота кадров уменьшается в два и большее число раз, вследствие чего режим с двумя или большим числом фокусов на передачу для наблюдения движущихся органов почти не используется. Число каналов системы фокусировки и качество изображения Мы уже установили, что для электронной фокусировки необходимо использовать многоэлементные преобразователи: кольцевые, линейные, конвексные. Какое же число элементов желательно иметь для того, чтобы обеспечить хорошее качество изображения? Ясно, что при очень малом числе каналов в системе фокусировки вряд ли можно получить высокое качество. Действительно, так как Фокусировка в многоканальной системе выполняется с помощью управляемых линий задержки, установленных в каждом из каналов, то волновой сферический (или цилиндрический) фронт формируется дискретным образом.
На рис. 22а изображен вид волнового фронта для двух случаев — малого (1) и вдвое большего (2) числа каналов. Из рисунка видно, что при большем числе каналов можно получить более высокую точность приближения к сферической форме волнового фронта. Высокая точность формирования волнового Фронта обеспечивает более точную фокусировку и лучшую Форму УЗ луча — он имеет меньшую ширину сечения и, что более важно, меньший уровень бокового излучения и приема, когда могут приниматься нежелательные эхо-сигналы от структур, вовсе не находящихся в данный момент в главном луче. Бо- Особенности работы ультразвуковых сканеров (в. чг Рис.
21. Фокусировка на передачу и ее влияние на результирующий луч. а — ближний фокус на передачу, б — средний фокус на передачу, в — одновременно два фокуса на передачу. ( б) главный луч а,' Рис. 22. Влияние числа каналов на точность формирования волнового фронта. а — волно- вой фронт, б — сечение УЗ луча. Ультразвуковгчедиаг.юсти ~такие приборы 89 ковое излучение (прием) зависит от уровня так называемых боковых лепестков в сечении УЗ луча плоскостью, перпендикулярной оси луча (рис.
22б, а также рис. 13). Чем больше уровень боковых лепестков, тем хуже может быть качество изображения. У систем с большим числом каналов ниже уровень боко- вых лепестков и выше качество изображения. Очевидно, что системы с большим числом каналов сложнее и стоят дороже. Примеры числа каналов для приборов различного класса были приведены в табл.
2 (раздел 3.2). Обычно в рекламных материалах и даже в инструкциях по применению Глава 3 90 Ультразвуковые диагностические приборы прибора число каналов, к сожалению, не указывается. Во многих случаях можно получить информацию о числе элементов в используемых датчиках и на основе этой информации оценить число каналов фокусирующей системы. Так, если в датчике число элементов 80, то число каналов, как правило, не более 16. Если число элементов 86, то число каналов может быть 32. Если используются датчики высокой плотности (й)0)1 с(епз)ту) с числом элементов в датчике более 100, можно предполагать, что число каналов не менее 32.
Датчики высокой плотности с числом элементов 128, 192, 256 и более технологически сложны и дороже обычныхдатчиков. Выше говорилось о том, что в принципе датчики с линейными и конвексными решетками позволяют управлять фокусировкой толька в плоскости сканирования. В перпендикулярной к ней толщинной плоскости фокусировка обеспечивается акустической линзой и не управляется. В некоторых современных приборах высокого класса появились линейные датчики с двухмерными решетками, в которых можно реализовать электронное управление фокусировкой и в талщинной плоскости. Однако пока число элементов решетки по второй координате невелико, поэтому эффективность фокусировки в толщинной плоскости меньше, чем в плоскости сканирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
