Ultrazvočni pregled (ultrazvok) je neinvazivni diagnostični postopek, ki uporablja visokofrekvenčne zvočne valove za pridobivanje slik notranjih organov v telesu. Ta članek podaja informacije o tem, kako deluje ultrazvočni aparat.

Izraz "ultrazvok" se nanaša na frekvenco, ki je nad razponom človeškega sluha. Ultrazvok, ki je znan tudi kot diagnostična medicinska sonografija, ni invazivni postopek slikanja, ki vključuje uporabo visokofrekvenčnih zvočnih valov za diagnosticiranje in terapevtske namene. Šteje se, da je varnejši od rentgenskih žarkov in CT, saj ne vključuje uporabe ionizirajočega sevanja.

Ultrazvočni stroj

Ultrazvočni stroj je računalniško integrirano diagnostično orodje, ki je sestavljeno iz oddajnika, procesorja, monitorja, tipkovnice s kontrolnimi gumbi, naprave za shranjevanje in tiskalnika. Njeni sestavni deli skupaj ustvarjajo slike notranjih organov.

Ultrazvočna vizualizacija in povratni piezoelektrični učinek

Piezoelektrični kristali so kristali, ki proizvajajo naboj, ko so izpostavljeni mehanskim obremenitvam. Pretvorba mehanske energije v električno energijo se imenuje piezoelektrični učinek. Kremeni, barijev titanat, svinčev niobat, svinčev cirkonat titanat in drugi so nekateri piezoelektrični materiali. V primeru ultrazvoka se pulzirajoči ultrazvočni valovi ustvarijo z uporabo piezoelektričnih kristalov, ki se postavijo v ročno sondo, imenovano senzor. Ko se električni tok nanaša na piezoelektrični kristal, povzroči mehansko obremenitev. To se imenuje inverzni piezoelektrični učinek. Ta povratni piezoelektrični učinek proizvaja ultrazvočne valove.

Ko se na te kristale nanaša električni tok, se to hitro spremeni. To povzroča, da kristali proizvajajo zvočne valove, ki se širijo navzven. Ko se ti zvočni valovi vrnejo in zadenejo kristale, oddajajo električni tok.

Frekvenca, ki se uporablja za ultrazvok, je v območju 2–15 MHz. Obstaja valna dolžina in frekvenca ultrazvočnih valov. Visokofrekvenčni ultrazvočni valovi imajo kratko valovno dolžino, nizkofrekvenčni ultrazvočni valovi pa imajo veliko valovno dolžino. Visoke frekvence se uporabljajo za pregledovanje organov ali tkiv, ki so blizu površine. Visokofrekvenčni valovi dajejo slike visoke ločljivosti. Čeprav lahko nizki delni valovi prodrejo v globlje strukture, zagotavljajo sliko nizke ločljivosti.

Ultrazvočne komponente

Danes so ultrazvočni stroji vedno na voljo in se pogosto uporabljajo v diagnostične namene. Spoznajmo, kako se ultrazvočni valovi ustvarjajo in oddajajo prek teh strojev.

Centralna procesna enota (CPU)

Procesor vsebuje napajalnik za pretvornik, kot tudi mikroprocesor, ki se nanaša na niz žic, ki povezujejo procesor s preostalim delom računalnika. Njena naloga je pridobivanje podatkov in zagotavljanje rezultatov z obdelavo podatkov v skladu s potjo. Pri ultrazvoku procesor pošlje senzorju električni tok in obdela informacije, ki jih procesor pošlje v 2D ali 3D sliki. Te slike je mogoče videti na monitorju.

Senzor

Pretvornik je del ultrazvočnega pregleda. Izraz "pretvornik" je naprava, ki pretvarja energijo iz ene oblike v drugo. Ta naprava deluje kot oddajnik in sprejemnik. Med ultrazvokom nanesite gel na določen del telesa, da preprečite popačenje zvočnih valov. Sonda se premika naprej in nazaj skozi ta del telesa. Uporaba električnega toka v kristalih v pretvorniku vodi v generacijo ultrazvočnih valov. Odsev ultrazvočnega valovanja se pojavi na meji različnih vrst tkiv. Pretvornik pretvori odmeve mehanske energije ali ultrazvočne valove, ki se odbijajo od ciljnega organa ali tkiva, v električni tok. Procesor nato obdeluje informacije o polju in amplitudi zvoka ter čas, ki ga ultrazvočni valovi porabijo za refleksijo na senzorju, da ustvarijo 2D ali 3D slike notranjih organov.

Druge komponente

Ogram Tehnik Sonogram lahko s tipkovnico doda opombe in meri slike. Senzor za nadzor pulza se lahko uporablja za spreminjanje trajanja in frekvence ultrazvočnih impulzov ali za spreminjanje načina skeniranja.

Data Obdelani podatki iz procesorja se pretvorijo v sliko, ki jo lahko vidite na monitorju.

Data Obdelane podatke in / ali slike lahko shranite na trdi disk skupaj z bolnikovo zdravstveno dokumentacijo.

Ras Ultrazvočni tehnik lahko izbere tudi sliko, ki jo je mogoče natisniti s toplotnim tiskalnikom, priključenim na ultrazvok.

Ultrazvok ima različne diagnoze, vendar je postal nepogrešljiv za analizo fetalnega razvoja. Medtem ko konvencionalni ultrazvok zagotavlja dvodimenzionalno sliko za tridimenzionalno človeško anatomijo, lahko sedaj ustvarite 3D in 4D slike. Medtem ko 3D skeniranje zarodkov poteka v treh dimenzijah, se gibljive tridimenzionalne slike zarodka imenujejo 4D skeniranje. Čeprav stranski učinki niso bili povezani z uporabo ultrazvoka, so bili izraženi pomisleki glede možne povezave med zlorabo ultrazvoka in toplotnimi učinki ultrazvočnih valov. Na primer, če sonda ostane na enem mestu dalj časa, lahko pride do povečanja temperature na tem mestu. Za zmanjšanje teh tveganj je nujno, da ultrazvočni stroj uporablja izkušen tehnik.

Princip ultrazvočnega stroja. Ultrazvočni senzor

Pod ultrazvokom razumemo zvočne valove, katerih frekvenca je zunaj območja frekvenc, ki jih zazna človeško uho.

Odkritje ultrazvoka sega nazaj v opazovanje leta netopirjev. Znanstveniki, ki povezujejo netopirje, so ugotovili, da te živali ne izgubijo orientacije med letom in se lahko izognejo oviram. Toda po tem, ko so tudi pokrili ušesa, je bila orientacija v prostoru v netopirjih razbita in naletela na ovire. To je privedlo do zaključka, da netopirje v temi vodijo zvočni valovi, ki jih človeško uho ne ujame. Ta opažanja so bila opravljena že v XVII. Stoletju, istočasno pa je bil predlagan izraz "ultrazvok". Bat za orientacijo v prostoru oddaja kratke impulze ultrazvočnih valov. Ti impulzi, ki se odbijajo od ovir, se za nekaj časa dojemajo z ušesom netopirja (pojav eha). Živali, ki preidejo od trenutka emisije ultrazvočnega impulza do zaznavanja odbitega signala, določijo razdaljo do predmeta. Poleg tega lahko bat tudi določi smer vrnitve odmevnega signala, lokalizacijo objekta v prostoru. Tako pošilja ultrazvočne valove in nato zaznava odsevano sliko okoliškega prostora.

Načelo ultrazvočne lokacije je podlaga za delovanje številnih tehničnih naprav. Po tako imenovanem principu impulznega odmeva deluje sonar, ki določa položaj plovila glede na jate rib ali morskega dna (echo sounder), kot tudi ultrazvočne diagnostične naprave, ki se uporabljajo v medicini: naprava oddaja ultrazvočne valove, nato zaznava odbite signale in čas, ki je potekel od trenutka sevanja do trenutka zaznavanja odmevnega signala, določa prostorski položaj odsevne strukture.

Kaj so zvočni valovi?

Zvočni valovi so mehanske vibracije, ki se širijo v vesoljskih valovih, ki se pojavijo po tem, ko je kamen vržen v vodo. Širjenje zvočnih valov je v veliki meri odvisno od snovi, v kateri se razmnožujejo. To je mogoče pojasniti z dejstvom, da se zvočni valovi pojavljajo le, ko delci snovi nihajo.

Ker se zvok lahko širi le iz materialnih predmetov, se v vakuumu ne proizvaja noben zvok (pri izpitih se pogosto vpraša vprašanje »zapolnitev«: kako se zvok porazdeli v vakuumu?).

Zvok v okolju se lahko širi tako v vzdolžni kot v prečni smeri. Ultrazvočni valovi v tekočinah in plinih so vzdolžni, saj posamezni delci medija nihajo vzdolž smeri širjenja zvočnega vala. Če je ravnina, v kateri delci medija nihajo, leži pravokotno na smer širjenja valov, kot na primer v primeru morskih valov (nihanja delcev v navpični smeri in širjenje valov v vodoravni smeri), govorimo o prečnih valovih. Tovrstne valove opazimo tudi v trdnih snoveh (npr. V kosteh). V mehkih tkivih se ultrazvok širi predvsem v obliki vzdolžnih valov.

Ko se posamezni delci vzdolžnega vala premaknejo drug proti drugemu, se njihova gostota in posledično tlak v snovi medija na tem mestu povečujeta. Če se delci med seboj odmikajo, se lokalna gostota snovi in ​​tlak v tem mestu zmanjšata. Ultrazvočni valovi tvorijo cono nizkega in visokega tlaka. S prehodom ultrazvočnega valovanja skozi tkivo se ta tlak zelo hitro spremeni v točki medija. Da bi ločili tlak, ki ga tvori ultrazvočni val od konstantnega tlaka medija, se imenuje tudi spremenljiv ali zvočni tlak.

Parametri zvočnega valovanja

Parametri zvočnega vala vključujejo:

Amplituda (A), na primer največji zvočni tlak („višina valov“).

Frekvenca (v), t.j. število nihanj v 1 s. Enota frekvence je Hertz (Hz). V diagnostičnih napravah, ki se uporabljajo v medicini, uporabite frekvenčno območje od 1 do 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, običajno v območju 2,5-15 MHz).

Valovna dolžina (λ), tj. razdalja do sosednjega grebena valov (natančneje, najmanjša razdalja med točkami z isto fazo).

Hitrost širjenja ali hitrost zvoka. To je odvisno od medija, v katerem se širjenje zvočnega vala, in od frekvence.

Tlak in temperatura imata pomemben učinek, toda v fiziološkem temperaturnem območju lahko ta učinek zanemarimo. Za vsakodnevno delo je koristno, da se spomnite, da je gostota okolja, večja je hitrost zvoka v njej.

Hitrost zvoka v mehkih tkivih je okoli 1500 m / s in narašča s povečanjem gostote tkiva.

Ta formula je osrednjega pomena za medicinsko ehografijo. Z njegovo pomočjo je mogoče izračunati valovno dolžino λ ultrazvoka, ki omogoča določitev minimalne velikosti anatomskih struktur, ki so še vedno vidne z ultrazvokom. Tiste anatomske strukture, katerih velikost je manjša od dolžine ultrazvočnega valovanja, z ultrazvokom se ne razlikujejo.

Valovna dolžina vam omogoča, da dobite dokaj grobo sliko in ni primerna za ocenjevanje majhnih struktur. Višja kot je frekvenca ultrazvoka, manjša je valovna dolžina in velikost anatomskih struktur, ki jih je še vedno mogoče razločiti.

Možnost podrobnosti se poveča s povečanjem frekvence ultrazvoka. S tem se zmanjša globina prodiranja ultrazvoka v tkivo, tj. njegova prodorna sposobnost se zmanjša. Tako se s povečano frekvenco ultrazvoka zmanjša razpoložljiva globina raziskav tkiva.

Valovna dolžina ultrazvoka, ki se uporablja v ehografiji za preučevanje tkiv, je od 0,1 do 1 mm. Manjših anatomskih struktur ni mogoče identificirati.

Kako dobiti ultrazvok?

Piezoelektrični učinek

Proizvodnja ultrazvoka, ki se uporablja v medicinski diagnostiki, temelji na piezoelektričnem učinku - zmožnosti kristalov in keramike, da se deformirajo pod vplivom uporabljene napetosti. Pod vplivom izmenične napetosti se periodično deformirajo kristali in keramika, tj. pojavijo se mehanske vibracije in tvorijo ultrazvočni valovi. Piezoelektrični učinek je reverzibilen: ultrazvočni valovi povzročajo deformacijo piezoelektričnega kristala, kar spremlja pojav merljive električne napetosti. Tako piezoelektrični materiali služijo kot generatorji ultrazvočnih valov in njihovi sprejemniki.

Ko se pojavi ultrazvočni val, se razmnožuje v povezovalnem mediju. "Povezovanje" pomeni, da je zelo dobra zvočna prevodnost med ultrazvočnim generatorjem in okoljem, v katerem se porazdeli. Za to običajno uporabite standardni ultrazvočni gel.

Da bi olajšali prehod ultrazvočnih valov iz trdne keramike piezoelektričnega elementa v mehko tkivo, je prevlečen s posebnim ultrazvočnim gelom.

Pri čiščenju ultrazvočnega senzorja je treba paziti! Ustrezna plast v večini ultrazvočnih senzorjev se poslabša, če se ponovno obdelajo z alkoholom zaradi "higienskih" razlogov. Zato je pri čiščenju ultrazvočnega senzorja potrebno strogo upoštevati navodila, ki so priložena napravi.

Struktura ultrazvočnega senzorja

Generator ultrazvočnih vibracij je sestavljen iz piezoelektričnega materiala, večinoma keramičnega, na sprednji in zadnji strani katerega so električni kontakti. Na sprednjo stran, ki je obrnjena proti pacientu, se namesti ustrezen sloj, ki je zasnovan za optimalno ultrazvok tkiva. Na hrbtni strani so piezoelektrični kristali prekriti s plastjo, ki močno absorbira ultrazvok, kar preprečuje refleksijo ultrazvočnih valov v različnih smereh in omejuje mobilnost kristala. To nam omogoča, da ultrazvočni senzor oddaja najkrajše možne ultrazvočne impulze. Trajanje pulza je odločilni dejavnik pri aksialni ločljivosti.

Senzor za ultrazvok v b-načinu je praviloma sestavljen iz številnih majhnih, sosednjih keramičnih kristalov, ki so konfigurirani posamezno ali v skupinah.

Ultrazvočni senzor je zelo občutljiv. To je po eni strani pojasnjeno z dejstvom, da v večini primerov vsebuje keramične kristale, ki so zelo krhki, po drugi strani pa dejstvo, da so sestavni deli senzorja nameščeni zelo blizu drug drugega in da se lahko z mehanskim tresenjem ali udarcem premikajo ali razbijejo. Stroški sodobnega ultrazvočnega senzorja so odvisni od vrste opreme in so približno enaki stroškom avtomobila srednjega razreda.

Pred prevozom ultrazvočne naprave varno pritrdite ultrazvočni senzor na napravo in ga bolje odklopite. Senzor se pri padcu enostavno razbije in celo manjše tresenje lahko povzroči resne poškodbe.

V razponu frekvenc, ki se uporabljajo v medicinski diagnostiki, je nemogoče pridobiti ostro usmerjen žarek, podoben laserju, s katerim je mogoče "sondirati" tkiva. Da bi dosegli optimalno prostorsko ločljivost, si je treba prizadevati, da se čim bolj zmanjša premer ultrazvočnega žarka (kot sinonim za ultrazvočni žarek se včasih uporablja izraz »ultrazvočni žarek«), ki v primeru ultrazvočnega polja poudarja, da premer).

Manjši kot je ultrazvočni žarek, boljše so vidne podrobnosti anatomskih struktur z ultrazvokom.

Zato je ultrazvok čim bolj fokusiran na določeno globino (nekoliko globlje od obravnavane strukture), tako da ultrazvočni žarek tvori »pas«. Ultrazvok usmerjajo bodisi s pomočjo "akustičnih leč" bodisi z uporabo pulznih signalov na različne piezokeramične elemente pretvornika z različnimi medsebojnimi premiki v času. Istočasno pa je pri osredotočanju na večjo globino potrebno povečati aktivno površino ali odprtino ultrazvočnega pretvornika.

Ko je senzor usmerjen, so v ultrazvočnem polju tri območja:

Najjasnejša ultrazvočna slika je pridobljena, ko je predmet, ki ga proučujemo, v osrednjem območju ultrazvočnega žarka. Objekt se nahaja v žariščni coni, če ima ultrazvočni žarek najmanjšo širino, kar pomeni, da je njena ločljivost največja.

V bližini ultrazvočnega območja

Bližnja cona je neposredno v bližini ultrazvočnega senzorja. Tu se ultrazvočni valovi, ki jih oddaja površina različnih piezokeramičnih elementov, prekrivajo drug na drugega (z drugimi besedami pride do interference ultrazvočnih valov), zato nastane močno nehomeno polje. Razložimo to z jasnim primerom: če v vodo vržemo nekaj kamenčkov, se krožni valovi, ki se oddaljujejo od vsakega od njih, prekrivajo. V bližini mesta, kjer padejo prodniki, ki ustrezajo bližnji coni, so valovi nepravilni, vendar se na določeni razdalji postopoma približujejo krožnemu. Poskusite vsaj enkrat narediti ta poskus z otroki, ko hodite v bližini vode! Izrazita nehomogenost blizu ultrazvočnega območja tvori mehko sliko. Sam homogen medij v bližnji coni izgleda kot izmenična svetla in temna proga. Zato je skoraj ultrazvočno območje za oceno slike skoraj ali sploh ni primerno. Ta učinek je najbolj izrazit pri konveksnih in sektorskih senzorjih, ki oddajajo divergentni ultrazvočni žarek; Za linearni senzor je heterogenost v bližini območja najmanj izrazita.

Možno je ugotoviti, kako daleč se razširi območje ultrazvoka, če obrnete gumb, boste ojačali signal, hkrati pa boste opazovali ultrazvočno polje, ki meji na senzor. Bližnji ultrazvočni pas lahko prepoznamo po belem listu v bližini senzorja. Poskusite primerjati skoraj cono linearnih in sektorskih senzorjev.

Ker ultrazvočni pas ni primeren za oceno slike objekta, se pri ultrazvočnih preiskavah trudita zmanjšati bližnjo cono in jo uporabiti na različne načine, da ju odstranita iz obravnavanega območja. To lahko storite, na primer, z izbiro optimalnega položaja senzorja ali z elektronskim izravnavanjem neenakosti ultrazvočnega polja. Toda v praksi je to najlažje doseči s pomočjo tako imenovanega pufra, napolnjenega z vodo, ki se nahaja med senzorjem in predmetom študija. To vam omogoča prikaz hrupa bližnje cone od lokacije predmeta, ki ga proučujete. Običajno se kot pufra uporabljajo posebne šobe za posamezne senzorje ali univerzalna gelna blazinica. Namesto vode se trenutno uporabljajo plastične šobe na osnovi silikona.

Z površinsko razporeditvijo preučevanih struktur lahko uporaba pufra bistveno izboljša kakovost ultrazvočne slike.

Območje ostrenja

Za fokusno cono je značilno dejstvo, da je po eni strani premer (širina) ultrazvočnega žarka tukaj najmanjši, po drugi strani pa je zaradi učinka zbiralnega leče intenzivnost ultrazvoka največja. To omogoča visoko ločljivost, tj. sposobnost jasnega razlikovanja med podrobnostmi predmeta. Zato je treba anatomsko formacijo ali predmet, ki ga je treba raziskati, nahajati v območju ostrenja.

Območje daljnega ultrazvoka

V oddaljeni ultrazvočni coni se ultrazvočni žarek razprši. Ker je ultrazvočni snop oslabljen pri prehodu skozi tkivo, se intenzivnost ultrazvoka, zlasti njegova visokofrekvenčna komponenta, zmanjša. Oba procesa negativno vplivata na ločljivost in s tem na kakovost ultrazvočne slike. Zato se v študiji na daljnem ultrazvočnem območju izgubi jasnost predmeta - več, bolj oddaljeno od senzorja.

Ločljivost naprave

Ločljivost optičnega in akustičnega vizualnega raziskovalnega sistema je določena z minimalno razdaljo, na kateri se dva objekta na sliki dojemata kot ločena. Resolucija je pomemben kvalitativni kazalnik, ki označuje učinkovitost metode slikovne raziskave.

V praksi se pogosto spregleda, da je povečanje ločljivosti smiselno le, če se predmet, ki ga proučujemo, bistveno razlikuje po svojih akustičnih lastnostih od okoliških tkiv, t.j. ima dovolj kontrasta. Povečanje ločljivosti brez zadostnega kontrasta ne izboljša diagnostičnih zmožnosti študije. Osno ločljivost (v smeri širjenja ultrazvočnega snopa) leži v območju podvojene vrednosti valovne dolžine. Strogo gledano je trajanje posameznih sevanj impulzov ključnega pomena. To se zgodi nekaj več kot dve zaporedni nihanji. To pomeni, da je treba s senzorjem z delovno frekvenco 3,5 MHz teoretično razumeti strukture tkiv 0,5 mm kot ločene strukture. V praksi se to opazi le pod pogojem, da so strukture dovolj kontrastne.

Bočna (stranska) ločljivost je odvisna od širine ultrazvočnega žarka, pa tudi od ostrine in s tem od globine preiskave. V zvezi s tem se resolucija zelo razlikuje. Najvišjo ločljivost opazimo v žarišču in je približno 4-5 valovnih dolžin. Bočna ločljivost je torej 2-3 krat šibkejša od osne ločljivosti. Tipičen primer je ultrazvok kanala pankreasa. Lumen kanala se lahko jasno vizualizira le, če je pravokoten na smer ultrazvočnega žarka. Deli kanala, ki se nahajajo z leve in desne strani iz drugega kota, niso več vidni, ker je osna ločljivost močnejša od stranske.

Sagitalna ločljivost je odvisna od širine ultrazvočnega žarka v ravnini, ki je pravokotna na ravnino skeniranja, in karakterizira ločljivost v smeri pravokotno na smer širjenja in posledično na debelino sloja slike. Sagitalna ločljivost je običajno slabša od aksialne in stranske. V navodilih, ki so priložena ultrazvočni napravi, je ta parameter redko omenjen. Vendar je treba predpostaviti, da sagitalna resolucija ne more biti boljša od lateralne ločljivosti in da sta ta dva parametra primerljiva le v sagitalni ravnini v žarišču. Pri večini ultrazvočnih senzorjev je sagitalni fokus nastavljen na določeno globino in ni jasno izražen. V praksi se sagitalno fokusiranje ultrazvočnega žarka izvede z uporabo ustreznega sloja v senzorju kot akustične leče. Spremenljiva usmeritev pravokotno na ravnino slike, zato je zmanjšanje debeline tega sloja mogoče doseči le s pomočjo matrice piezoelementov.

V primerih, ko je raziskovalnemu zdravniku naložen podroben opis anatomske strukture, ga je treba raziskati v dveh medsebojno pravokotnih ravninah, če to dopuščajo anatomske značilnosti obravnavanega območja. Istočasno se ločljivost zmanjša od aksialne smeri do lateralne in od bočne do sagitalne.

Vrste ultrazvočnih senzorjev

Glede na lokacijo piezoelektričnih elementov obstajajo tri vrste ultrazvočnih senzorjev:

V linearnih senzorjih se piezoelektrični elementi nahajajo vzdolž ravne črte ločeno ali v skupinah in vzporedno oddajajo ultrazvočne valove v tkivo. Po vsakem prehodu skozi tkanino se pojavi pravokotna slika (za 1 s - približno 20 slik ali več). Prednost linearnih senzorjev je možnost pridobivanja visoke ločljivosti v bližini lokacije senzorja (tj. Relativno visoka kakovost slike v bližnji coni), pomanjkljivost pa je v majhnem polju ultrazvočnega pregleda na veliki globini (to je posledica dejstva, da za razliko od konveksnega in sektorskega) senzorji, ultrazvočni žarki linearnega senzorja ne odstopajo).

Fazni senzor je podoben linearnemu senzorju, vendar je manjši. Sestavljen je iz niza kristalov z ločenimi nastavitvami. Senzorji te vrste ustvarijo sliko sektorskega senzorja na monitorju. Medtem ko je v primeru mehanskega sektorskega senzorja smer ultrazvočnega impulza določena z vrtenjem piezoelektričnega elementa, pri delu s senzorjem s faznim nizom dobimo usmerjen ultrazvočni žarek s časovnim premikom (fazni premik) vseh aktiviranih kristalov. To pomeni, da se posamezni piezoelektrični elementi aktivirajo s časovno zakasnitvijo, zaradi česar se ultrazvočni žarek oddaja v poševni smeri. To vam omogoča, da se ultrazvočni žarek usmeri v skladu z nalogo študije (elektronsko fokusiranje) in hkrati bistveno izboljša ločljivost v želenem delu ultrazvočne slike. Druga prednost je sposobnost dinamičnega fokusiranja prejetega signala. V tem primeru se fokus med sprejemom signala nastavi na optimalno globino, kar bistveno izboljša kakovost slike.

V mehanskem sektorskem senzorju se zaradi mehanskega nihanja senzorskih elementov ultrazvočni valovi oddajajo v različnih smereh, tako da se slika oblikuje v obliki sektorja. Po vsakem prehodu skozi tkanino se tvori slika (10 ali več v 1 s). Prednost sektorskega senzorja je v tem, da vam omogoča veliko široko vidno polje na veliki globini, pomanjkljivost pa je, da je v bližnji coni nemogoče študirati, saj je vidno polje v bližini senzorja preozko.

V konveksnem senzorju so piezoelektrični elementi v loku (ukrivljeni senzor) nameščeni drug ob drugem. Kakovost slike je križišče med sliko, ki jo dobimo z linearnimi in sektorskimi senzorji. Konveksni senzor, kot je linearen, je označen z visoko ločljivostjo v bližnji coni (čeprav ne doseže ločljivosti linearnega senzorja) in hkrati je široko vidno polje v globini tkiva podobno sektorskemu senzorju.

Le z dvodimenzionalno razporeditvijo elementov ultrazvočnega pretvornika v obliki matrike je mogoče ultrazvočni žarek simultano usmeriti v lateralno in sagitalno smer. Ta tako imenovana matrica piezoelementov (ali dvodimenzionalna matrika) dodatno omogoča pridobivanje podatkov o treh dimenzijah, brez katerih je skeniranje količine tkiva pred senzorjem nemogoče. Izdelava matrice piezoelektričnih elementov je težaven proces, ki zahteva uporabo najnovejših tehnologij, zato so nedavno proizvajalci začeli opremljati svoje ultrazvočne naprave s konveksnimi senzorji.

hi-electric.com

Pomemben funkcionalni del ultrazvočnega aparata je senzor ali pretvornik. Po njem se vizualizacija pregledanih organov izvaja med ultrazvočnim postopkom, saj generira ultrazvočne valove in prejme njihovo povratno kartiranje.

Stroški ultrazvočnega diagnostičnega aparata in njegove funkcionalnosti so neposredno odvisni od vrste senzorjev. Pred nakupom ultrazvočnega stroja morate določiti namen, za katerega se bo uporabljal.

Pri izbiri pretvornika je treba upoštevati tudi, da se v globini prodiranja v pregledane organe razlikujejo.

Funkcije senzorja

Glede na obseg in namen obstaja več vrst ultrazvočnih senzorjev:

• univerzalni zunanji;
• za pregled površinskih organov;
• kardiološki;
• pediatrično;
• intrakavitarno.

Univerzalni zunanji senzor vam omogoča, da preživite večino ultrazvoka, razen trebuha in delovanja

• Kardiologija - uporablja se za pregled srca. Poleg tega se taki ultrazvočni senzorji uporabljajo za transezofagealni pregled srca.
• Univerzalni ultrazvočni zunanji senzor se uporablja za pregledovanje in. Lahko se uporablja za odrasle bolnike in otroke.
• Za, in uporablja tudi poseben senzor za površinsko locirane organe.
• Senzorji, ki se uporabljajo v pediatrični praksi, imajo v primerjavi s podobno opremo za odrasle bolnike večjo delovno frekvenco.
• Intrakavitarni senzorji so razdeljeni v naslednje vrste:
  1. transuretralna;
  2. intraoperativno;
  3. biopsijo.

Glavne vrste naprav

Glede na vrsto ultrazvočnih skenerjev obstajajo trije glavni tipi senzorjev za ultrazvočni stroj - sektor, konveksni in linearni. Senzorji za ultrazvočne naprave sektorskega tipa delujejo pri frekvenci od 1,5 do 5 MHz. Potreba po njegovi uporabi se pojavi, če želite doseči večjo penetracijo v globino in vidljivost na majhnem območju. Ponavadi se uporablja za pregledovanje srca in medrebrnih prostorov.

Konveksni pretvorniki imajo frekvenco 2-7,5 MHz, njihova globina prodiranja doseže 25 cm in imajo eno lastnost, ki jo je treba upoštevati - širina dobljene slike je večja od velikosti samega senzorja. To je pomembno za določanje anatomskih točk. Njihova prednost je, da enakomerno in tesno prilegajo pacientovi koži. Takšni senzorji so namenjeni za pregled globokih organov, to so: trebušni organi, medenični organi in urogenitalni sistem ter kolčni sklepi. Pri delu z njim je treba upoštevati bolnikovo poltijo in nastaviti želeno frekvenco prodiranja ultrazvočnega vala.

Ločen tip so 3D in 4D volumetrični senzorji. So mehanska naprava z obročastim ali kotnim nihanjem in vrtenjem. S pomočjo njih se prikaže skeniranje organov, ki se nato pretvori v tridimenzionalno sliko. 4D naprava omogoča pregledovanje organov v vseh strižnih projekcijah.

Senzorji za ultrazvočne aparate linearnega tipa imajo frekvenco 5-15 MHz, njihova globina prodiranja doseže 10 cm, zaradi visoke frekvence pa lahko na zaslonu dobite kakovostno sliko. Pri delu z linearnimi senzorji pride do izkrivljanja slike na robovih. To je zato, ker je neenakomerno pritrjeno na pacientovo kožo. Namenjeni so ultrazvočnemu pregledu organov, ki se nahajajo na površini. To so mlečne žleze, sklepi in mišice, žile, ščitnica.

Vrste pretvornikov

Poleg treh glavnih tipov se za ultrazvočne skenerje uporabljajo tudi naslednji senzorji:

1. Mikrokonveksni pretvornik je vrsta izbočenega, namenjenega za uporabo v pediatrični praksi. Uporablja se za pregled kolčnih sklepov in organov trebušne votline, urinarnega sistema.
2. Biplan - vam omogočajo, da dobite slike organov v vzdolžnem in prečnem prerezu.
3. Fazni sektorski pretvornik - zasnovan za uporabo v kardiologiji, za ultrazvočni pregled možganov. Opremljen je s faznim nizom, ki omogoča raziskovanje težko dostopnih območij.
4. Pretvorniki katetra - zasnovani za vstavljanje v težko dostopna mesta - posode, srce.
5. Intrakavitarne votline so rektalne in vaginalne ter rektalno-vaginalne vrste pretvornikov, ki se uporabljajo v porodništvu, urologiji in ginekologiji.
6. Svinčniki - uporabljajo se za ultrazvok žil in arterij okončin in vratu.
7. Video endoskopski - te naprave so kombinacija treh v enem - ultrazvok, gastrofibroskop in bronhofibroskop.
8. Laparoscopic so tanke cevaste pretvornike s hladilnikom na koncu. V njih se lahko konec upogne tako v eni ravnini kot v dveh ravninah. Obstajajo modeli, pri katerih konec ni ukrivljen. Vse se uporablja med laparoskopijo. Z njimi upravlja posebna krmilna palica. Taki modeli so prav tako razdeljeni na linearno, stransko, konveksno in fazno z neposrednim pregledom.

Poleg tega so v praksi ultrazvoka uporabili matrične senzorje z dvodimenzionalno mrežo. So pol in dvodimenzionalni. Polutomermerovye vam omogočajo, da dobite največjo ločljivost v debelini.

Z dvodimenzionalno napravo lahko dobite sliko kot 4D. Hkrati vizualizirajo sliko na zaslonu v več projekcijah in odsekih.

Senzor je najpomembnejši del ultrazvočnega aparata. Funkcionalnost in stroški ultrazvočnega stroja so odvisni od vrste senzorjev. Zato morate pred nakupom določenega senzorja natančno določiti področje uporabe. Pri izbiri senzorja morate upoštevati globino in naravo položaja organov. V tem članku smo se odločili, da razmislimo o glavnih vrstah in uporabi ultrazvočnih senzorjev.

Če želite kupiti senzor za ultrazvočni aparat ali obnoviti rabljeno, vam bomo z veseljem svetovali in našli najboljšo možnost za vas!

Obstajajo 3 vrste ultrazvočnega skeniranja - linearne, konveksne in sektorske. Senzorji ultrazvoka imajo soglasna imena: linearna, konveksna in sektorska.

Frekvenca senzorja je 5-15 MHZ, globina skeniranja je do 10 cm, zaradi visoke frekvence signala pa je slika prikazana z visoko ločljivostjo. S takšnim senzorjem je težko zagotoviti enakomerno prileganje testnemu organu, kar vodi do popačenja slike vzdolž robov. Linearni senzorji so idealni za pregledovanje organov, ki se nahajajo zunaj, mišic, krvnih žil in majhnih sklepov.

Frekvenca 2-7,5, globina do 25 cm, širina slike je nekaj centimetrov večja od velikosti senzorjev. Pri določanju natančnih anatomskih točk upoštevajte to funkcijo. Senzorji te vrste se uporabljajo za skeniranje globokih organov, kot so kolčni sklepi, urogenitalni sistem, trebušna votlina. Želena frekvenca je nastavljena glede na bolnikovo polt.

To je nekakšen izbočeni senzor, ki se uporablja v pediatriji. S pomočjo tega senzorja se izvedejo enake študije kot pri konveksnem senzorju.

Delovna frekvenca je 1,5–5 MHz. Uporablja se v situacijah, ki zahtevajo velik pregled na globini z majhnega območja. Uporablja se za preučevanje medrebrnih prostorov in srca.

Sektorski senzorji

Uporablja se v kardiologiji. Zahvaljujoč sektoriziranemu faznemu nizu je mogoče spreminjati kot svetlobnega pramena v skenirni ravnini, ki vam omogoča, da pogledate za pomladjo, za rebri ali za očmi (za raziskovanje možganov). Senzor lahko deluje v načinu doplerja konstantnega ali kontinuiranega vala, saj Ima sposobnost samostojnega sprejemanja in oddajanja različnih delov rešetke.

Ti senzorji vključujejo vaginalno (ukrivljenost 10-14 mm), rektalno, rektalno-vaginalno (ukrivljenost 8-10 mm), ta tip senzorja se uporablja na področju porodništva, ginekologije, urologije.

Sestavljeni so iz kombiniranih radiatorjev - konveksnih + linearnih ali konveksnih + konveksnih. S pomočjo teh senzorjev lahko sliko dobimo tako v vzdolžnem kot v prečnem prerezu. Poleg bi-planov so na voljo tudi tritočkovni senzorji z enkratno sliko iz vseh oddajnikov.

3D / 4D prostorski senzorji

Mehanski senzorji z obračanjem obroča ali kotno nihanje. Omogočajo izvedbo strižnega skeniranja organov, nato pa jih optični bralnik pretvori v tridimenzionalno sliko. 4D je tridimenzionalna slika v realnem času. Omogoča ogled vseh slik na rezinah.

Senzorji z dvodimenzionalno mrežo. Razdeljeno na:

• 1.5D (eno in pol). Vsota elementov vzdolž širine rešetke je manjša od dolžine. To daje največjo ločljivost debeline.
• 2D (dvodimenzionalno). Rešetka je pravokotnik z velikim številom elementov po dolžini in širini. Omogočajo vam 4D sliko in hkrati prikaz več projekcij in rezin.

Naprava, s katero odsevni ultrazvočni signal iz človeškega telesa vstopi v napravo za nadaljnjo obdelavo in vizualizacijo, je senzor. Področja medicinske uporabe so določena predvsem z vrsto senzorjev, ki delujejo z ultrazvočno napravo in prisotnostjo različnih načinov delovanja.

Senzor gre za napravo, ki oddaja signal z želeno frekvenco, amplitudo in obliko pulza, prejme pa tudi signal, ki se odseva iz proučevanih tkiv, ga pretvori v električno obliko in oddaja za nadaljnje ojačanje in obdelavo.

Obstaja veliko število senzorjev, ki se razlikujejo po metodi skeniranja, v aplikaciji in senzorjih, ki se razlikujejo glede na vrsto pretvornika, ki se uporablja v njih.

Z metodo skeniranja

Od možnih načinov pridobivanja informacij o bioloških strukturah, najbolj razširjena metoda pridobivanja dvodimenzionalne slike (B-način). V tem načinu so izvedene različne vrste skeniranja.

Sektorsko (mehansko) skeniranje. V senzorjih sektorskega mehanskega skeniranja nastane kotni premik ultrazvočnega snopa zaradi nihanja ali rotacije okoli osi ultrazvočnega pretvornika, ki oddaja in sprejema signale. Os ultrazvočnega snopa se premika okoli vogala, tako da slika izgleda kot sektor.

Linearno elektronsko skeniranje. S to metodo skeniranja se kotna smer ultrazvočnega žarka ne spremeni, žarek se premika vzporedno z njo, tako da se začetek žarka premika vzdolž delovne površine senzorja v ravni liniji. Območje pogleda ima obliko pravokotnika.

Konveksno elektronsko skeniranje. Zaradi geometrije rešetke, ki je drugačna od linearne, žarki niso vzporedni drug drugemu, ampak se razhajata kot ventilator v določenem kotnem sektorju. Združuje prednosti linearnega in sektorskega skeniranja.

Mikrokonveksno elektronsko skeniranje. Ta vrsta skeniranja je v bistvu podobna konveksnemu. Vidno polje mikrokonveksnega skeniranja ima enak videz kot sektorski mehanski pregled. Včasih ta vrsta skeniranja pripada eni od vrst sektorskega skeniranja, edina razlika je v manjšem polmeru ukrivljenosti delovne površine senzorja (ne več kot 20-25 mm).

Elektronsko skeniranje v faznem sektorju. Razlika med faznim skeniranjem in linearnim skeniranjem je, da se z vsako sondo uporabijo vsi elementi matrike za sevanje. Za izvedbo takega skeniranja tvorijo vzbujevalni impulzi enako oblikovane impulze, vendar s časovnim premikom.

Z medicinsko uporabo

Glede na področje, na katerem se bo študija izvajala, je izbran senzor. Poleg tega na izbiro enega ali drugega tipa senzorja vpliva globina lokacije preiskovanega organa ali tkiva in njihova razpoložljivost. Prvi korak pri optimizaciji slike je izbira najvišje frekvence za želeno globino raziskovanja.

1. Univerzalni senzorji za zunanji pregled. Uporablja se za študije medeničnih organov in trebušne regije pri odraslih in otrocih. V osnovi se uporabljajo univerzalni senzorji z delovno frekvenco 3,5 MHz za odrasle; 5 MHz za pediatrijo; 2,5 MHz za globoke organe. Kotna velikost sektorja skeniranja: 40-90 ° (manj kot 115 °), dolžina loka delovne površine - 36-72 mm.

2. Senzorji za površinske organe. Uporabljajo se za pregled plitko lociranih majhnih organov in struktur - ščitnice, perifernih žil, sklepov itd. Delovne frekvence so 7,5 MHz, včasih 5 ali 10 MHz. Najpogosteje uporabljeni linearni senzor, 29-50 mm, redko konveksen, mikrokonveksen ali sektorsko mehanski z vodno šobo z dolžino loka 25-48 mm.

3. Intrakavitarni senzorji. Obstaja veliko različnih intrakavitarnih senzorjev, ki se razlikujejo po področjih uporabe v medicini.

ü Intraoperativni senzorji. Od takrat Ker so senzorji vstavljeni v delovno polje, morajo biti zelo kompaktni. Praviloma uporabljajo linearne pretvornike dolžine 38-64 mm. Včasih se uporabljajo konveksni pretvorniki z velikim polmerom ukrivljenosti. Delovna frekvenca je 5 ali 7,5 MHz.

ü Trans-ezofagealni senzorji. Ta tip senzorja se uporablja za pregled srca iz požiralnika. Kontrolni sistem kota gledanja je zasnovan na enakem principu kot fleksibilen endoskop. Uporablja se mehansko, konveksno ali fazno sektorsko skeniranje z delovno frekvenco 5 MHz.

ü intravaskularni senzorji. Uporablja se za invazivni pregled krvnih žil. Skeniranje - sektor mehanske krožne, 360 °. Delovna frekvenca 10 MHz in več.

ü Transvaginalni (intravaginalni) senzorji. Obstajajo sektorski mehanski ali mikrokveksni tip z vidnim kotom od 90 ° do 270 °. Delovna frekvenca je 5, 6 ali 7,5 MHz. Sektorska os se običajno nahaja pod določenim kotom glede na os senzorja. Včasih se uporabljajo senzorji z dvema pretvornikoma, pri katerih so skenirne ravnine med seboj pod kotom 90 °. Takšni senzorji se imenujejo Biplane.

ü Transrektalni senzorji. Uporablja se predvsem za diagnozo prostatitisa. Delovna frekvenca je 7,5 MHz, manj pogosto 4 in 5 MHz. Transrektalni senzorji uporabljajo več vrst skeniranja. Pri sektorskem mehanskem skeniranju v krožnem sektorju (360 °) je ravnina skeniranja pravokotna na os senzorja. Druga vrsta senzorjev uporablja linearni ultrazvočni pretvornik z lokacijo vzdolž osi senzorja. Tretjič, konveksni pretvornik se uporablja z ravnino gledanja, ki poteka skozi os senzorja.

Posebna značilnost teh senzorjev je prisotnost kanala za dovod vode, ki zapolni gumijasto vrečko, ki se nosi na delovnem delu.

ü Transuretralni senzorji. Senzorji majhnega premera, vstavljeni skozi sečnico v mehur, z uporabo mehanskega sektorja ali krožnega (360 °) skeniranja z delovno frekvenco 7,5 MHz.

4. Srčni senzorji. Značilnost pregleda srca je opazovanje skozi medrebrni prostor. Za takšne študije se uporabljajo sektorski senzorji mehanskega skeniranja (enomestna ali z obročem) in fazni elektronski senzorji. Delovna frekvenca je 3,5 ali 5 MHz. V zadnjem času so bili uporabljeni transsezofagalni senzorji v vrhunskih instrumentih z barvnim Dopplerjevim kartiranjem.

5. Senzorji za pediatrijo. V pediatriji se uporabljajo isti senzorji kot za odrasle, vendar z večjo frekvenco 5 ali 7,5 MHz. To omogoča večjo kakovost slike zaradi majhnosti bolnikov. Poleg tega se uporabljajo posebni senzorji. Na primer, sektorski ali mikrokveksni senzor s frekvenco 5 ali 6 MHz se uporablja za pregledovanje možganov novorojenčkov skozi vzmet.

6. Senzorji za biopsijo. Uporablja se za natančno usmerjanje biopsije ali igel za punkcijo. V ta namen so posebej zasnovani senzorji, v katerih lahko igla preide skozi luknjo (ali režo) v delovni površini (odprtina). Zaradi tehnološke kompleksnosti izvajanja teh senzorjev (ki bistveno povečajo stroške senzorja za biopsijo) se pogosto uporabljajo adapterji za biopsijo - naprave za usmerjanje igel za biopsijo. Adapter je odstranljiv, trdno pritrjen na telo običajnega senzorja.

7. Večfrekvenčni senzorji. Senzorji s širokim frekvenčnim pasom. Senzor deluje na različnih preklopnih frekvencah, odvisno od globine, ki jo raziskovalec zanima.

8. Dopplerjevi senzorji. Uporablja se za pridobitev informacij o hitrostnem ali hitrostnem spektru pretoka krvi v žilah. V našem primeru se ultrazvočni valovi odbijajo od delcev krvi in ​​ta sprememba je neposredno odvisna od hitrosti pretoka krvi.

Senzor je eden najpomembnejših delov ultrazvočnega aparata. Od senzorja je odvisno, katere organe in na kateri globini lahko raziskujemo. Na primer, senzor za otroke ne bo dovolj močan, da bi pregledal organe odraslih bolnikov in obratno.

Stroški ultrazvočnega skenerja so v veliki meri odvisni od nabora senzorjev, vključenih v komplet. Zato morate pred nakupom natančno poznati področje uporabe naprave.

Ultrazvočne senzorje lahko kupite ločeno od naprave. Ne smemo pozabiti, da se pri različnih modelih skenerjev proizvajajo različni modeli senzorjev. Preden naročite senzor, se prepričajte, da ustreza vašemu skenerju. Na primer, senzorji za prenosne ultrazvočne naprave morda niso primerni za stacionarne modele in obratno.

Vrste ultrazvočnih senzorjev

Delovna frekvenca je 5-15 MHz. Globina skeniranja je majhna (do 10 cm). Zaradi visoke frekvence signala je mogoče pridobiti sliko z visoko ločljivostjo. Ta tip senzorja zagotavlja popolno skladnost preučevanega organa s položajem pretvornika. Pomanjkljivost je težava pri zagotavljanju enotnega prileganja senzorja na pacientovo telo. Neenakomerno prileganje vodi do popačenja slike vzdolž robov.

Linearni ultrazvočni senzorji se lahko uporabljajo za preučevanje površinskih organov, mišic in majhnih sklepov, krvnih žil.

Delovna frekvenca je 2-7,5 MHz. Globina skeniranja je do 25 cm, slika pa je široka nekaj centimetrov po širini senzorja. Za določitev natančnih anatomskih mejnikov mora strokovnjak upoštevati to funkcijo.

Konveksni senzorji se uporabljajo za skeniranje globokih organov: trebušna votlina, urogenitalni sistem in kolčni sklepi. Primerno tako za tanke ljudi in otroke kot tudi za debele ljudi (odvisno od izbrane frekvence).

Mikrokonveks - je pediatrični tip konveksnega senzorja. Z njo se opravi ista raziskava kot pri konveksnem senzorju.

Delovna frekvenca je 1,5–5 MHz. Uporablja se v primerih, ko je treba iz majhnega območja dobiti globok pregled na globini. Uporablja se za preučevanje medrebrnih prostorov, srca.

Sektorski senzorji

Uporablja se v kardiologiji. Sektorski fazni niz omogoča spreminjanje kota žarka v ravnini skeniranja. To vam omogoča, da pogledate za rebra, pomlad ali za očmi (za raziskovanje možganov). Možnost neodvisnega sprejema in sevanja različnih delov rešetke vam omogoča delo v načinu konstantnega ali kontinuirnega valovanja.

Inband senzorji. Vaginalna (ukrivljenost 10-14 mm), rektalna ali rektalno-vaginalna (ukrivljenost 8-10 mm). Oblikovan za raziskave in področje ginekologije, urologije, porodništva.

Sestavljena iz dveh kombiniranih oddajnikov. Konveksno + konveksno ali ravnilo + konveksno. Sprejmite slike tako v križnem kot v vzdolžnem prerezu. Poleg bi-planov so na voljo tudi trodelni senzorji s sočasnim prikazovanjem slik iz vseh oddajnikov.

3D / 4D prostorski senzorji

Mehanski senzorji z obračanjem obroča ali kotnim kotanjem. Dovoljeno je izvajanje samodejnega optičnega skeniranja organov, nato pa jih skener pretvori v tridimenzionalno sliko. 4D - tridimenzionalna slika v realnem času. Ogledate si lahko vse slike izrezkov.

Senzorji z dvodimenzionalno mrežo. Skupna raba v:

• 1.5D (eno in pol). Število elementov vzdolž širine rešetke je manjše od dolžine. To zagotavlja največjo dovoljeno ločljivost.
• 2D (dvodimenzionalno). Mreža je pravokotnik z velikim številom elementov po dolžini in širini. Dovoli sprejem 4D slike, hkrati pa prikaže več projekcij in izrezov.

Senzorji za svinčnik (CW Blind)

Senzorji z ločenim sprejemnikom in oddajnikom. Uporablja se za arterije, vene okončin in vratu - 4-8 MHz, srce - 2 MHz.

Gastrofibroskop / bronkhofibroskop in ultrazvok sta združena v eni napravi.

Igelni (kateter) senzorji

Mikrosenzorji za vstop v težko dostopne votline, žile, srce.

Predstavlja tanko cev z radiatorjem na koncu. Senzor lahko uporabite za nadzor med laparoskopskimi posegi. Pri različnih modelih je lahko konica ukrivljena v eni ravnini ali dve ravnini ali pa sploh ni ukrivljena. Krmiljenje se izvaja s pomočjo igralne palice, podobno kot fleksibilni endoskopi. Oddajnik je lahko linearen, konveksen, fazen z neposrednim pogledom, odvisno od modela.

Ultrazvok, zvočna frekvenca več kot 16 kHz, oseba ne zazna, vendar je znana hitrost njenega širjenja v zraku in je 344 m / s. S podatki o hitrosti zvoka in času njegovega širjenja je mogoče izračunati natančno razdaljo, ki jo je prevalil ultrazvočni val. To načelo temelji na delovanju ultrazvočnih senzorjev.

Široko se uporabljajo na različnih področjih proizvodnje in so na nek način univerzalno sredstvo za reševanje mnogih problemov avtomatizacije tehnoloških procesov. Takšni senzorji se uporabljajo za določanje razdalje in lokacije različnih objektov.

Določanje nivoja tekočine (npr. Poraba goriva pri transportu), zaznavanje etiket, vključno s preglednimi, spremljanje gibanja predmeta, merjenje razdalje, so le nekatere od možnih aplikacij ultrazvočnih senzorjev.

Praviloma obstajajo številni viri onesnaževanja v proizvodnji, kar je lahko problem za številne mehanizme, vendar se ultrazvočni senzor zaradi posebnosti njegovega delovanja popolnoma ne boji onesnaževanja, saj je mogoče senzorsko telo po potrebi zanesljivo zaščititi pred morebitnimi mehanskimi učinki.

Ultrazvočna frekvenca je v območju od 65 kHz do 400 kHz, odvisno od tipa senzorja, hitrost ponavljanja impulzov pa je med 14 Hz in 140 Hz. Krmilnik obdeluje podatke in izračuna razdaljo do objekta.

Aktivno območje ultrazvočnega senzorja je območje delovanja. Območje zaznavanja je razdalja, v kateri lahko ultrazvočni senzor zazna predmet in ni pomembno, ali se predmet približuje občutljivemu elementu v aksialni smeri ali se premika po zvočnem stožcu.

Obstajajo trije glavni načini delovanja ultrazvočnih senzorjev: nasprotni način, difuzijski način in refleksni način.

Nasprotni način je označen z dvema ločenima napravama, oddajnikom in sprejemnikom, ki sta nameščena nasproti drugemu. Če ultrazvočni signal prekine predmet, se aktivira izhod. Ta način je primeren za delo v težkih pogojih, ko je odpornost na motnje pomembna. Ultrazvočni snop preide signalno razdaljo samo enkrat. Ta rešitev je draga, ker zahteva namestitev dveh naprav - oddajnika in sprejemnika.

Opremljen je z oddajnikom in sprejemnikom, ki sta v istem paketu. Stroški take namestitve so precej nižji, vendar je odzivni čas daljši kot v nasprotnem načinu.

Območje zaznavanja je odvisno od vpadnega kota na predmet in od lastnosti površine objekta, saj se mora žarek odbiti od površine zaznanega predmeta.

Za refleksni način sta oddajnik in sprejemnik prav tako v istem ohišju, vendar se ultrazvočni žarek zdaj odbija od reflektorja. Predmeti v območju detekcije so zaznani z merjenjem sprememb v razdalji, ki jo potuje ultrazvočni žarek, in z oceno izgube absorpcije ali refleksije odbitega signala. S tem načinom delovanja senzorja se zlahka zaznajo predmeti, ki absorbirajo zvok, in predmeti s kotno površino. Pomemben pogoj je, da se položaj referenčnega reflektorja ne bi smel spreminjati.

Druga možnost za uporabo infrazvoka v industriji -.