Ультразвуковое изображение
Cтраница 2
С точки зрения практики наибольший интерес представляют оптико-акустические методы ( методы, основанные на прямом взаимодействии света с УЗК), поскольку они позволяют получать ультразвуковые изображения объектов в реальном масштабе времени. Эти методы по чувствительности занимают среднее место среди других методов визуализации УЗК. Ниже приведены примерные пределы чувствительности ( Вт / см2) некоторых методов визуализации УЗК. [16]
Так, поскольку ультразвуковые волны при прохождении границы между материалами с различной плотностью преломляются и отражаются подобно световым лучам, то имеется возможность формировать эти волны внутри твердого или жидкого тела с помощью соответствующих фокусирующих систем в ультразвуковые изображения. [18]
Данные скенограммы для их последующего детального просмотра на экране записываются в регистрах сдвига. Ультразвуковое изображение высвечивается на телеэкране вместе с примечанием, содержащим номер больного, число и номер фотографии. В качестве одной из нужных пользователю функций система предусматривает обучение врача, который при необходимости может вызвать соответствующую программу с инструкциями. [19]
Работы [1, 11], ориентированные на инженеров, рассматривают, в частности, такой важный вопрос, как отношение сигнал / шум и его влияние на визуализацию. Труды конференции, специально посвященной вопросам формирования медицинских ультразвуковых изображений и восприятию [8], также отчасти связаны с тематикой этой и последующих глав. [20]
В устройствах звуковидения первого типа применена техника сканирования, что приводит к дискретизации изображения. Устройства второго типа представляют собой непрерывные пространственные детекторы, непосредственно преобразующие ультразвуковое изображение в оптическое. [21]
Фаза сигнала как информативный параметр до сих пор используется сравнительно редко из-за относительной сложности ее регистрации. Однако регистрация разности фаз между опорным синусоидальным сигналом и сигналом, который возникает на пьезоприемнике после прохождения объекта УЗ-волной, порожденной опорным сигналом, создает возможность получения ультразвуковых изображений аналогично тому, как это осуществляется в оптической голографии. [22]
 |
Схема ультразвукового интроскопа. [23] |
Электрические высокочастотные колебания генератора / преобразуются пьезоэлектрической пластинкой излучателя 2 в механические ультразвуковые колебания. Эти колебания, проходя через испытуемый образец, попадают на приемную пьезоэлектрическую пластинку ЭАП 3, Пьезоэлектрические заряды, возникающие в отдельных точках приемной пластинки, пропорциональны падающей на эти точки ультразвуковой энергии. Таким образом происходит трансформация ультразвуковых изображений в рельеф электрических потенциалов. Потенциальный рельеф считывается лучом с ЭАП построчно с помощью генераторов строчной 8 и кадровой 7 разверток. [24]
В последнее время все большее значение приобретают области исследований, связанных с получением и анализом изображений. Обработка изображений играет все большую роль в медицинской диагностике ( рентгенография, ультразвуковые изображения, ядерная медицина), в робототехнике ( системы машинного зрения, распознающие устройства), в промышленном контроле ( анализ качества выпускаемых компонентов и правильности сборки), в неразрушающем контроле. Не будет преувеличением сказать, что не последнюю роль в широком распространении коммерческих систем обработки изображений сыграли именно ПЭВМ. Действительно, еще несколько лет назад приличная система обработки изображений стоила сотни тысяч рублей. Сейчас подобная система, базирующаяся на ПЭВМ, в десятки раз дешевле и тем самым становится доступной для широкого применения. Простой, но красивый пример применения системы обработки изображения на базе ПЭВМ - контроль сборки тормозного устройства на автомобильном заводе. При этом в память ПЭВМ записывается изображение правильно собранного тормозного устройства. На выходе конвейера устанавливается телекамера, сопряженная с ПЭВМ, в память которой вводятся изображения собранных тормозных устройств. Если разность изображений правильно собранной и сходящей с конвейера системы превысит пороговое значение, компьютер выдает сигнал тревоги. [25]
Видеть невидимое позволяют и ультразвуковые лучи. Короткие ультразвуковые волны распространяются в виде узких ограниченных пучков, которые используют для изучения структуры и внутренних неоднородностей оптически непрозрачных тел и сред. Так как ультразвуковые лучи подобно световым лучам могут отражаться и преломляться, то их фокусируют в виде звуковых изображений. Ультразвуковое изображение преобразуют в видимое с помощью специальной аппаратуры - электронно-акустического преобразователя. Подобная аппаратура позволяет обнаружить твердые тела и газовые пузыри в жидкости, а также трещины, раковины, шлаковые и металлические включения, пустоты в металлах. [26]
Тер Хаар и Даниелс [54] использовали 8-мегагерцевую ультразвуковую визуализирующую систему для наблюдения за образованием пузырьков в конечностях анестезированных морских свинок. Эта система, разработанная для изучения кессонной болезни, не позволяла получить сведения об активности образовавшихся пузырьков. На рис. 12.19 схематически показана картина ультразвукового изображения на частоте 8 МГц перед ( а) облучением и во время ( б) облучения ультразвуком частотой 0 75 МГц. Некоторые из наблюдаемых пузырьков после возникновения стабильно существуют в определенной точке, другие видны в течение короткого времени. [28]
Наряду с таким косвенным характером получения изображения существенное отличие от получения оптического изображения заключается еще и в том, что длины звуковых волн по порядку величин близки к параметрам отображаемых структур ( или немного меньше них), тогда как длины световых волн меньше этих параметров в 1000 - 10000 раз. Поэтому при оптическом получении изображения основную роль играет рассеянный свет, тогда как при акустическом отображении определенное значение имеют также и зеркально отраженные звуковые волны, а на переднем плане находятся явления дифракции. Поэтому оптическое и акустико-оптическое изображение одного и того же объекта существенно различаются между собой. Например, поверхность, представляющаяся при оптическом изображении шероховатой, в ультразвуковом изображении может выглядеть совершенно гладкой. [29]
На искателе размещена линейка, с наружной стороны которой установлены; светодиоды. Довольно сложная электронная схема осуществляет автоматическое слежение за временным положением сигнала-от дефекта и при любом положении искателя поджигает только-тот диод, который расположен над дефектом. Параметры электронной схемы могут перестраиваться в зависимости от угла ввода ультразвуковых колебаний в изделие. Это избавляет оператора от необходимости измерять координаты дефектов. Светящиеся участки могут быть сфотографированы. Если диафрагма фотокамеры открыта в течение всего времени сканирования, то все световые вспышки будут последовательно зафиксированы на пленке и все вместе образуют как бы проекцию ультразвукового изображения дефекта на поверхность изделия. [30]
Страницы: 1 2