Перетворювачі характеризуються робочою частотою, ефективним розміром (апертурою) і можливостями фокусування. Найчастіше для ультразвукової діагностики використовуються частоти від 35 до 100 МГц. Інтервали фокусування по глибині - від 1 до 4 см (ближня зона), від 4 до 8 см (середня зона) івід 6 до 12 см (далека зона). Фокусування досягається або шляхом надання перетворювача спеціальної форми, або за допомогою акустичної лінзи, або електронним способом в багатоелементних перетворювачах, або комбінацією перерахованих способів. Розмір зони фокусування (френелевской зони) змінюється в залежності від розміру апертури і частоти перетворювача. При виборі перетворювача з оптимальним поєднанням частоти розміром апертури і фокальної зони для певного типу досліджень необхідно враховувати деякі закономірності.
1. Збільшення частоти перетворювача покращує подовжню роздільну здатність, але тягне за собою зменшення глибини проникнення. Рекомендується вибирати максимальну частоту, при якій буде забезпечуватися необхідна робоча глибина.
2. При даній частоті перетворювача зменшення розміру його апертури покращує поперечну роздільну здатність в ближній зоні. Однак за межами ближньої зони поперечна роздільна здатність погіршується внаслідок більшої ширини ультразвукового променя. Зменшення апертури веде до зниження чутливості. В сучасних сканерах застосовується метод динамічної апертури, який забезпечує зміну розміру ефективної апертури багатоелементного перетворювача в залежності від глибини необхідної фокальної зони.
3. Перетворювачі з нижчою робочою частотою повинні мати більший розмір апертури для того, щоб забезпечити гарну поперечну роздільну здатність, зберігається зі збільшенням глибини. У перетворювачів з більш високою частотою величина апертури може бути менше, так як вони працюють на малих глибинах.
4. Сфокусовані перетворювачі мають поліпшену поперечну роздільну здатність і більш високу чутливість в зоні фокуса (френелевской зоні). Вибір глибини зони залежить від розташування досліджуваних структур.
Методи УЗД дослідження
В процесі розвитку сканерів «реального часу» були розроблені різні їх конфігурації. Практично неможливо створити конструкцію, яка б забезпечувала найкращі характеристики зображення у всіх випадках і застосуваннях. Найчастіше оптимізація одних параметрів реалізується за рахунок інших. Наведемо типові приклади:
- Збільшення поздовжньої роздільної здатності зі збільшенням робочої частоти призводить до зниження глибини проникнення;
- Досягнення поліпшеної поперечної роздільної здатності в зоні фокусування досягається за рахунок її погіршення за межами цієї зони;
- Електронне сканування забезпечує більше можливостей, ніж механічне, але зате більш дорогою ціною;
- Висока швидкість сканування в багатоелементних гратах у порівнянні з одноелементні механічними перетворювачами досягається ціною зниження контрастної роздільної здатності.
Численні типи сканерів можна розділити на групи відповідно до того, яким чином в них формується (фокусується) ультразвукової промінь і як здійснюється сканування при отриманні зображення. Кожна з цих завдань може бути вирішена механічним або електронним способом.
Механічної фокусуванням часто називають використання акустичних лінз. В одноелементні перетворювачах застосовується тільки механічна фокусування за допомогою лінз, в той час як в багатоелементних перетворювачах застосовується електронний метод фокусування в площині сканування і механічний - в «товщинною» площині, яка проходить через вісь променя перпендикулярно площині сканування.
Сканування може виконуватися або механічно за рахунок руху перетворювача, або електронним способом за допомогою введення відповідного зсуву по затримці імпульсів в кожному елементі багатоелементного перетворювача. Можуть використовуватися і гібридні системи, в яких фокусування здійснюється електронним способом, а сканування - механічним.
Як уже говорилося, нові досягнення в ультразвукових діагностичних системах є результатом все більш повного використання високоінтегрованих комп'ютерних технологій. Термін «комп'ютерна ехографія» використовується зазвичай для того, щоб підкреслити цю збільшується залежність ультразвукових систем отримання зображень від рівня розвитку комп'ютерної техніки.