Hvad bryder jeg i ultralydfysik?

brydning i ultralyd fysik

Brydning i ultralydfysik er bøjning af ultralydstrålen, når den passerer fra et medium til et andet med en anden akustisk impedans. Det er et afgørende koncept for at forstå, hvordan ultralydbølger forplantes gennem kroppen, og hvordan billeder genereres.

Her er en sammenbrud:

1. Akustisk impedans:

* Hvert væv i kroppen har en anden akustisk impedans (Z), som er produktet af densitet (ρ) og lydhastigheden (c) i dette væv.

* Jo højere den akustiske impedans er, desto vanskeligere er det for den ultralydbølge at rejse gennem mediet.

2. Snells lov:

* Brydning følger Snells lov , der siger, at forholdet mellem sinus af forekomstvinklen (θ1) og sinus af brydningsvinklen (θ2) er lig med forholdet mellem lydhastighederne i de to medier (C1 og C2):

`` `

sin (θ1) / sin (θ2) =c1 / c2

`` `

3. Implikationer for ultralydsafbildning:

* lateral opløsning: Brydning kan fordreje billedet ved at bøje lydstrålen, hvilket fører til unøjagtig placering af strukturer. Denne effekt er mere udtalt, når der er en stor forskel i akustisk impedans mellem de to medier.

* Artifact Generation: Brydning kan forårsage artefakter på billedet, såsom skygge, som kan skjule underliggende strukturer.

* strålestyring: Brydning kan bruges til at styre ultralydstrålen, hvilket er nyttigt til at målrette mod specifikke områder af kroppen.

4. Eksempler:

* lydbølger, der passerer fra muskler (lav akustisk impedans) til knogler (høj akustisk impedans) vil bøje sig mod det normale. Dette kan få knoglen til at se større ud, end den faktisk er.

* lydbølger, der passerer fra vand (lav akustisk impedans) til fedt (højere akustisk impedans) vil bøje sig væk fra det normale. Dette kan få fedtet til at virke tyndere end det faktisk er.

5. Afbødningsteknikker:

* Brug af højfrekvente transducere: Højfrekvente transducere producerer bjælker med mindre bølgelængder, som er mindre tilbøjelige til brydning.

* Brug af specialiserede billeddannelsesteknikker: Nogle billeddannelsesteknikker, såsom harmonisk billeddannelse, er mindre modtagelige for brydningsartifakter.

* Brug af flere transducere: Flere transducere kan bruges til at skabe et sammensat billede, der er mindre påvirket af brydning.

Sammenfattende er forståelse af refraktion afgørende for at fortolke ultralydbilleder nøjagtigt. Det kan føre til både billedforvrængninger og artefakter, men giver også muligheder for at manipulere lydstrålen.