План курса || План занятия 5

Раздел 5.1. Ультразвуковая томография

В своей деятельности около 90% информации человек получает через глаза. Поэтому во всех случаях он стремиться привести информационные потоки к виду изображений различного типа. Для представления информации в изображение используются различные приборы. Электромагнитные волны преобразуются в изображение с помощью телевизора. Рентгеновские лучи преобразуются в изображение с помощью фотопленки или рентгеновизора. Информация, получаемая с помощью ультразвуковых волн, также может преобразовываться в изображение с помощью ультразвуковых томографов. Для визуализации внутреннего строения изделий используют дефектоскопы-томографы. Один из его разновидностей УД-4Т показан на  рис. 5.1.

Рис. 5.1. Ультразвуковой дефектоскоп – томограф для контроля изделий и материалов.

Ультразвуковой медицинский томограф РАДМИР-М, разработанный в НТУ «ХПИ» для исследования внутреннего строения человека показан на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Медицинский ультразвуковой томограф РАДМИР-М для исследования человеческого организма.

Суть работы любого ультразвукового томографа заключается в следующем. В контролируемом объекте (металл, пластмасса, керамика, жидкость и т. д.) возбуждается импульсное ультразвуковое поле с помощью пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП). Ультразвук распространяется в изделии, отражаясь от внутренних неоднородностей. Отраженные импульсы принимаются ПЭП и визуализируются на экране в виде импульсов, рис. 5.3a (изображение А-типа).

Рис. 5.3. Схемы построения томографических изображений при различных видах сканирования объекта контроля.

На экране (рис.5.3а) виден четкий импульс, отраженный дефектом в изделии. Если непрерывно перемещать ПЭП по поверхности изделия и строить на экране последовательность изображений, то в результате мы увидим план сечения изделия, в котором наблюдаются изображения дефектов. Они показаны черным цветом, рис. 5.3б (изображение В-типа). Обычно степень развития неоднородности внутри объекта контроля  при построении изображения осуществляется точками различной градации яркости или цвета. Если ПЭП перемещать по поверхности изделия, захватывая различные сечения, то можем получить на экране томографа объемное изображение или какую либо его проекцию, рис. 5.3в (изображение С-типа).

Ультразвуковые томографы формируют изображения В или С-типов. Для примера на рис. 5.4 показаны изображения, полученные ультразвуковым томографом «Авгур» [23].

Рис. 5.4. Томограммы сварного шва с дефектами, полученные установкой «Авгур».

Хорошо видны неоднородности в центральной части сварного шва. Наибольшие неоднородности изображены красным цветом.

Приведем характеристики дефектоскопа-томографа УД4-Т:

• простая микропроцессорная настройка прибора;
• имеет систему слежения за акустическим контактом между ПЭП и контролируемым объектом;
• работает с обычными серийными ПЭП;
• измеряет акустические характеристики изделия;
• запоминает настройки прибора и результаты контроля.

Медицинский томограф РАДМИР-М имеет следующие характеристики:

• рабочая глубина озвучивания – 220 мм;
• применяемые частоты ультразвуковых импульсов – 3,5; 5,0: 7,5 МГц;
• изображение на экране для получения лучшей контрастности может иметь 256 градаций яркости;
• масса прибора составляет 24 кг.

Следует обратить внимание, что РАДМИР-М позволяет качественно визуализировать структуры внутренних органов и тканей при проведении абдоминальных, акушерско-гинекологических, кардиологических, урологических исследований. Его программные возможности обеспечивают предустановки по областям интереса, определение диагностических параметров, ведение протокола, хранение и печать результатов.

Особо важным преимуществом ультразвуковых томографов, по сравнению, например с рентгеновскими, является их безвредность в отношении к телу человека. Несмотря на высокую стоимость таких томографов, они широко применяются в медицине. Затраты на его эксплуатацию небольшие. Этот фактор часто важен для большого числа потребителей и делает его доступным.

План курса || План занятия 5