Главная Обратная связь
Дисциплины:
Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)
Скорость ультразвука в биологических средах, отражение и преломление
|
|
Для всех видов биологических тканей скорость звука (ультразвука) в каждой из них практически не зависит от частоты (или длины волны).
В таблице 1 приведены пределы изменения скорости звука для ряда биологических тканей человека. Кроме этого, для сравнения даны значения скорости звука в воздухе при нормальных условиях и в дистиллированной воде при температуре +20°С.
Скорость УЗ волн в различных средах и акустические сопротивления сред
Таблица 1.
| Скорость | Плотность | Акустическое | |
| Среда | звука, | относительно | сопротивление |
| м/с | воды, р0/рв | относительно воды, ZC/ZB | |
| Воздух (при нор- | 1,2 x10-3 | 0,3 х 10-3 | |
| мальных условиях) | |||
| Дистиллированная | 1,0 | 1,0 | |
| вода (при +20°С) | |||
| Легкие | 400-1200 | - | - |
| Жировая ткань | 1350-1470 | 0,95 | 0,86-0,94 |
| Мозг | 1520-1570 | 1,03 | 1,06-1,09 |
| Кровь | 1540-1600 | 1,06 | 1,04-1,08 |
| Печень | 1550-1610 | 1,06 | 1,11-1,14 |
| Мышечная ткань | 1560-1620 | 1,07 | 1,13-1,18 |
| Почка | 1,07 | 1,13 | |
| Мягкие ткани | 1,06 | 1,11 | |
| (среднее значение) | |||
| Костная ткань | 2500-4300 | 1,2-1,8 | 2,2-5,0 |
| Камни печени | 1400-2200 | - | 0,8-1,6 |
На основе данных таблицы 1 можно выделить три класса тканей: ткани «легкого» с малой скоростью звука, что обусловлено высоким уровнем газосодержания, «костные» ткани с высокой скоростью звука, и все остальные жидкие среды и мягкие ткани, скорость звука в которых отличается от скорости звука в воде не более чем на ±10%. При построении акустического изображения используется допущение о постоянстве скорости звука в мягких тканях и жидких средах организма. Такое допущение позволяет с определенной точностью рассчитать глубину расположения неоднородности по времени прихода отраженного от нее сигнала.
Различия в скорости звука в тканях определяют характер отражения на границе сред (рисунок 18). При перпендикулярном падении звуковой волны на плоскую границу сред прошедшая волна не изменяет своего направления относительно падающей волны и отличается от нее уменьшенной энергией, потому что часть энергии вместе с отраженной волной переносится в направлении, противоположном падающей волне (рисунок 18 а).
Рисунок 18 – «Отражение и преломление ультразвука на границе сред».
При косом падении волны относительно плоской границы сред отраженная волна распространяется в соответствии с законом геометрической оптики, согласно которому угол отражения равен углу падения а оба угла отсчитываются от перпендикуляра к границе сред.
При равенстве скоростей звука в средах (С1 = С2) прошедшая волна не меняет своего направления относительно падающего луча, т.е. углы 
и 
равны друг другу.
Если скорости звука в средах не равны (С1≠С2), то имеет место преломление волны. Углы падения и преломления связаны между собой известным соотношением Снелля:
При С2 < С, угол р меньше угла , этот случай иллюстрирует Рисунок 8 б
При С2 > С, угол р больше угла .
При прохождении УЗ волной границы различных мягких тканей преломление обычно невелико вследствие небольшого различия в них скоростей звука.
|
Просмотров 1562 |
|
|
