مقاله ماوراء صوت رشته مکانیک

  اولتراسوند ماوراء صوت است با فرکانس بیش از ۲۰۰۰ سیکل بر ثانیه ( هرتس Hz). سونوگرافی پزشکی فرکانسهای بین ۱ مگاهرتس (MHz) و MHz 20 بکار می برد. این فرکانسهای بالا قرار دادن یک ماه سفالی ویژه با بلور پیزوالکتریک در معرض ضربان کوتاه ولتاژ بدست می آید. یک گروه مواد پیزوالکتریک ساختگی به نام فروالکتریکهای سفالین جایگزین مواد بلورین پیزوالکتریک که قبلاً بکار می رفته اند شده اند. اگر چه در حال حاضر PZT پر استفاده ترین ماده است پژوهشها پیشنهاد می کنند که پلیمرهای پلاستیک ویژه ای جای این سفالینه های ساختگی را در ساختن ترانسدوسرهای اولتراسوند بگیرد. میدان الکتریکی که با ضربان ولتاژ ایجاد می شود عناصر بلورین (دو قطبها) را در سفال تغییر جهت می دهد و به این وسیله ناگهانی ضخامت بلور را تغییر می دهد. این تغییر ناگهانی در ضخامت یک سری لرزشهایی را ایجاد می کند که مولد امواج صوت مکانیک است.

اسکن کردن مکانیکی:

اساساً سه گونه وسایل اسکن کردن ریل تایم مکانیکی وجود دارد. دو تا از اینها یک ترانسدوسر یگانه ای را بکار می برند که باعث نوسان آن
می شوند، در حالیکه روش سوم، دو، سه، یا چهار ترانسدوسر را که روی یک چرخ دوار نصب شده اند بکار می برد. تمام اینها یک تصویری با هیئت قطاعی ایجاد می کنند که معمولاً زاویه بین ۴۵ و ۹۰ درجه دارد. این طرح یک ترانسدوسر نسبتاً زمخت ایجاد می کند که حداقل الکترونیک را دارد و در مقایسه پیچیدگی کمتری دارد. در بعضی از دستگاه ها سرعت تصاویر و زاویه قطاع را می توان تغییر داد. کاهش زاویه قطاع قدرت تحلیل بیشتری بوجود می آورد، زیرا همان تعداد خطوط عمودی را می توان در مساحت کوچکتری فشرده کرد. قطاعهای با زاویه باز قدرت تحلیل کمتر ولی زاویه دید باز دارند. یک عیب اسکنرهای قطاعی  این است که شکل اسکن نسبتاً برای هر ترانسدوسر ثابت است و اگر  تصویر ویژه ای مورد نیاز باشد، ( مانند تصویر حالت M قلب) نیاز به تعویض ترانسدوسر دارد. بیایید بطور خلاصه به سه نوع ترانسدوسر ریل تایم مکانیکی نظر بیفکنیم.

ترانسدوسر نوسانی، بلور بسته نشده:

یک بلور ترانسدوسر در یک زاویه ای نواسان می کند. تعداد تصاویر بستگی به سرعت نوسان دارد و می تواند تغییر کند. موتوری که ترانسدوسر را حرکت مید دهد بوسیله دنده ها یا اهرم به ترانسدوسر نوسان کننده با پوست بیمار در تماس است ( یعنی اینکه کیسه آب بین آنها نیست)، که امتحان کننده و هم بیمار برزشهایی را که بوسیله بلوز نوسان کننده ه ایجاد می شود حس می کنند. یک تصویر قطاعی شکل ایجاد می شود. زاویه نوسان بین  و  درجه می تواند متغیر باشد و سرعت تصویرها عموماً در حدود ۱۵ تا ۳۰ ثانیه است.

 تراکم خط و سرعت تصویر :

تراکم خط یعنی تعداد خطهای عمودی در میدان دید. خطها می توانند، مانند ریدف خطی ( Linear arcay) موازی یکدیگر، یا مانند اسکنرهای قطاعی (Sector) ساطع از یک نقطه باشند. هر چه تعداد خطوط در هر تصویر بیشتر باشد، قدرت تحلیل تصویر بیشتر است ( شکل۳۷-۲۰). مسلماً، ما فرض می کنیم که هر تصویر اطلاعات تازه دارد.در بعضی از دستگاه های ابتدائی تعداد خطوط در تصویر، با دو برابر کردن آنها زیاد می شد، و این یک روشی بود که تصویر مطبوعتری ایجاد می کرد ولی بر اطلاعات نمی افزود. حداکثر سرعت تکرار ضربان، یا تعداد تصاویر در ثانیه با سرعت اولتراسوند در بافت محدود می شود. یک ساختمانی را در بدن بیمار در عمق ۲۰ سانتیمتری تصور کنید. زمانی که لازم است اولتراسوند به این ساختمان برود و برگردد ( یک سفر رفت و برگشت ۴۰ سانیمتر ) در حدود ۲۶۰ میلیونیم ثانیه می باشد که معمولاً به صورت  ۲۶۰ ابراز می شود. چون یک ضربان جدید نمی تواند تولید شود تا اینکه تمام پژواکها از اولین ضربان برگشته باشند،

تصویر سازی داپلر رنگی جریان:

یک محدودیت تصویر سازی اوالترسوند دو گانه این است که اطلاعات فقط از ناحیه کوچکی که برای آن علائم داپلر در نظر گرفته شده است می آید، و جریان خون در بقیه تصویر ارزیابی نمی شود. برای این موضوع لازم است که امتحان کننده نواحی مناسب را در داخل مجرای رگ امتحان کند. تصویر سازی داپلر رنگی جریان برای این تعبیه شده است که تصویر جریان خون را در تمام قسمتهای تصویر ریل تایم ایجاد کند، و امکان دیدن عروق خونی و اختصاصات جریان خون در آنها به اضافه بافتهای اطراف عروق را بوجود آورد. کاربردهای بالینی شامل کاروتید، قلبی، و تصویر سازی شریانها و وریدهای محیطی، ارزیابی عروق عمقی شکم، لگن و جنین، و ارزیابی انتشار خونی اعضا و تومورها می باشد.ما در اینجا اصول تصویر سازی داپلر رنگی جریان را ارائه می دهیم و حزئیات فنی را برای مهندسان می گذاریم. اول، داپلر دو گانه را در نظر بگیرید. اطلاعات انحراف داپلر در امتداد یک شعاع، یا خط اولتراسونیک، با ایجاد دروازه بر ترانسدوسر دریافت کننده، برای دریافت علائم انحراف داپلر از یک نقطه (عمق بافتی) در امتداد خط، بدست
می آید. چنین دستگاهی را دستگه یک دروازه ای (Single range gate) گویند. همچنین، ممکن است تعداد زیادی علائم داپلر بطور همزمان از نواحی انتخابی در امتداد شجاع بدست آورد.

صوت
صوت

گونه های وسایل ریل تایم ماوراء صوت:

دو تکنیک اساسی برای ایجاد تصاویر اولتراسونیک صوتی ری تایم وجود دارد. در یک نوع یک ترانسدوسر معمولی یک عنصری، یا گروه ترانسدوسرهای یک عنصری بطور مکانیکی حرکت می کند تا ایجاد تصاویر ریل تایم  کند. این گروه اسکنرهای مکانیکی هستند. تکنیک دیگر، یک ردیف از ترانسدوسرها را بکار می برد، ترانسدوسرها حرکت نمی کنند ولی بطور الکترونیکی فعال می شوند بطوری که باعث می شوند شعاع الوتراسونیک در عرض  بیمار جاروب شود. این را اسکن کردن ریل تایم ردیف الکترونیکی (Electronicarray) گویند.

پخش اولتراسوند بوسیله خون:

ترکیب خون باعث اختلافات مهمی بین علائم داپلر که بوسیله خون تولید می شود و علائمی که بوسیله یک ساختمان متحرک جامد بوجود می آید می گردد. انعکاس صوت از یک ساختمان جامد را عموماً انعکاس آینه ای (specular reffection) گویند.  انعکاس آینه ای نشانگر سطح هموار منظمی است به عنوان مثال، نور منعکس شده از یک آینه هموار و یک سطح خیلی خشن را در نظر بگیرید. نور از آینه به صورت منظم منعکس می شود و در نتیجه یک تصویر واضح خوب بوجود می آورد. از طرف دیگر، نور از سطح خشن در جهات بسیار مختلف منعکس می شود و باعث می شود که نور پراکنده و پخش گردد. به همین ترتیب، دیواره رگ خونی نسبتاً هموار است، در حالیکه گلبولهای قرمز پیوسته نیستند و به صورت یک سطح خشن عمل می کنند. اولتراسوند که به خون برخورد می کند منعکس نمی شود، بلکه در تمام جهات پخش می گردد. این پخش را پخش رالی تیندال (Rayleigh – Tyndall scattering)  گویند، و بوسیله گلبولهای قرمز خون ایجاد می شود. گلبولهای قرمز خون اجزای ذره ای خون هستند که با اولتراسوند صوتی واکنش نشان می دهند (پلاکتها خیلی کوچک و گلبولهای سفید تعدادشان خیلی کم است). اگر طول موج اولیه اولتراسوند خیلی بیش از اندازه شیء برخورد کننده باشد، موج ابتدایی اولتراسوند در تمام جهات پخش می گردد. قطر متوسط گلبول قرمزطول موج اولتراسوند در MHz 5/3 در حدود mm44/0 و در MHz 10 در حدود mm 154/0 است، بنابراین، گلبولهای قرمز (اریتروسیتها) به صورت یک پخش کننده عمل می کنند. اندازه اکو از خون در مقایسه با اکوی ایجاد شده در اثر انعکاس آینه ای بازتابیده از حد فاصلهای جاد بافتی کوچک است. یک سونوگرام نمونه رگهای خونی را به صورت ساختمانهای بدون اکو (echo-free) به سبب پخش اولتراسوند بوسیله اریتروسیتها، نشان می دهد.

نمایش اولتراسوند:

تصویر اولتراسونیک عبارت است از نماینده الکترونیک اطلاعاتی که اکوی برگشتی دربر دارد, و روی نمایشگر تلویزیون نشان داده می‌شود. تصویر با سوار کردن تکه های کوچک می‌کنند بیشمار, یکی یکی به دنبال هم درست می‌شود (خیلی مانند تلویزیون). هر اکوی برگشتی یک ذره از اطلاعات را دارد و ذرات بسیار با هم تصویر الکترونیک را درست. پیشرفت تصویرسازی صوتی به آهستگی از پایه یک بعدی استاتیک (حالت A) شروع شد, وقتی جزء حرکتی به آن افزوده شده (حالت TM) به جلو رفت و با تصویرسازی دوبعدی (حالت B) و گری اسکیل قدم غول آسایی به جلو گذاشت. این پیشرفتها را می توان همه منسوب به ظریف سازی و پیشرفت الکترونیک دانست. در این ویرایش, ما به توصیف حالت A (A mode), حالت TM, و حالت B ادامه  می دهیم. امروزه تقریباً تمام امتحانات اولتراسوند شامل تصویر ریل تایم است.

عناوینی دیگر از مقاله ماوراء صوت رشته مکانیک:

  • اختصاصات صوت و امواج طولی
  • ترانسدوسرها (TRANSDUCERS)
  • ویژگیهای بلورهای پیزوالکتریک
  • فرکانس تشدید (Resonant Frequency)
  • ویژگیهای یک شعاع اولتراسوند
  • بررسی جذب , انکسار,انعکاس موج
  • تطابق یک چهارم موج صوت
  • نمایش اولتراسوند
  • بررسی سرعت ضربانها (Pulse Rate)
  • قدرت تحلیل عمقی (depth) یا محوری (axial)
  • اکوهای چند بازتابی (Reverberation Echoes)
  • قدرت تحلیل عرضی (Lateral) یا افقی (Horizontal)
  • ترانسدوسرهای میزان شده (Focused)
  • ضخامت توموگرافیک ماوراء صوت
  • ترانسدوسر نوسانی، بلور بسته
  • داپلر با موج مداوم
  • ترانسدوسرها برای داپلر با موج پیوسته
  • اوالرتاسوند ریل تایم
  • روشهای داپلر
مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش مقاله ماوراء صوت رشته مکانیک:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
تعداد صفحه: 104
قالب: فایل word

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *