Quando le ecografie deladdomeOrenivengono menzionati, calcificazioni o calcoli (come calcoli renali e calcoli biliari nella figura sopra) sono spesso associati per primi, ma pietre di dimensioni comparabili possono avere diversi gradi di suono e ombra.Ad esempio, la diversa composizione della pietra o l'influenza della levigatezza della superficie della pietra.Per sapere se queste proprietà fisiche determinano fondamentalmente la dimensione del suono e dell'ombra, per il momento analizzeremo le prestazioni del suono e dell'ombra nella forma del raggio ultrasonico stesso.
Prima di tutto, il suono e l'ombra è popolarmente parlando, il raggio ultrasonico emesso è bloccato nella posizione della pietra, con conseguente assenza di illuminazione ultrasonica dietro la pietra, e naturalmente i tessuti in queste posizioni non possono produrre echi, producendo così suono e ombra .Sappiamo che il raggio di emissione ultrasonica è il più sottile nel punto focale dell'emissione, e il raggio nella zona esterna al fuoco si allarga gradualmente e appare a forma di sella.Come è consuetudine, usiamo ancora l'analogia dell'ecografia con le telecamere.Proprio come il valore di apertura dell'obiettivo di una fotocamera SLR è inferiore (l'apertura effettiva è maggiore), migliore è la risoluzione della posizione del punto AF e più pronunciato è il bokeh in primo piano e sullo sfondo.Quando hai fotografato gli animali all'interno della gabbia di ferro con una macchina fotografica, hai notato che la gabbia di ferro è diventata una rete traslucida sulla foto?L'immagine qui sotto è una coppia di scimmie e madri fotografate dall'autore in una gabbia al Bangkok Wildlife Park, e se non guardi da vicino, potresti trascurare le deboli griglie.Ma quando ci concentriamo sulla gabbia di ferro, la gabbia di ferro nero blocca davvero la schiena.Coloro che sono interessati possono andare a casa e provare a sperimentare questo esperimento in diverse posizioni di messa a fuoco, proprio come l'autore nella foto qui sotto che spara alla bambola mendicante di una ragazza attraverso una forchetta.
Torniamo all'ecografia, per studiare quantitativamente questo problema, utilizziamo stampi per il corpo ad ultrasuoni (KS107BG) che misurano la penetrazione e la risoluzione per dimostrare il fenomeno del suono e dell'ombra, l'obiettivo di questo modello di corpo è una linea sottile che non è trasparente, che può ben simulare l'effetto dell'ombra sonora.Per dimostrare meglio l'effetto dell'occlusione, utilizziamo una sonda ad alta frequenza con una frequenza centrale di8,5 MHz, perché la sonda ad alta frequenza può ottenere un raggio ultrasonico più fine (quindi è anche facile ottenere un'elevata risoluzione laterale).
Prima di tutto, regoliamo il fuoco di emissione a una profondità di 1 cm, possiamo vedere che il bersaglio nella posizione di 1 cm è il più chiaro e l'area leggermente oscurata può essere vista debolmente dietro il bersaglio di circa 5 mm, ma il bersaglio sotto 1 cm è trascinato da un lungo canale nero, che è il cosiddetto suono e ombra.L'area entro 1 cm è come il primo piano nella fotografia, con la profondità di messa a fuoco a 1 cm e l'area dello sfondo dopo 1 cm.Ovviamente, il bersaglio in primo piano entro 1 cm è come la gabbia nella foto della scimmia proprio ora, e quando mettiamo a fuoco a una profondità di 1 cm, l'ultrasuono sembra essere in grado di aggirarlo e continuare a trasmettere energia in avanti quasi inalterato.Tuttavia, l'area sotto la messa a fuoco non può essere bloccata attorno al bersaglio, con conseguente quasi assenza di patrocinio di energia ultrasonica dietro il bersaglio, quindi non c'è eco.Per confermare meglio la nostra ipotesi, abbiamo simulato i fasci ultrasonici focalizzati in questo momento e nella figura seguente sono mostrati i fronti d'onda delle onde di impulso ultrasonico in momenti diversi.
Apparentemente, a una profondità di 1 cm, l'energia del punto focale di emissione è concentrata, risultando in un raggio sottile, e la larghezza del raggio si allarga gradualmente man mano che si allontana dalla profondità del fuoco.Quando la profondità del bersaglio è inferiore a 1 cm, il bersaglio oscura parte dell'energia, ma la dimensione del bersaglio è relativamente piccola e l'energia che non è bloccata sul lato continuerà a salire verso il punto focale, quindi il il suono e l'ombra di questi bersagli saranno molto deboli e più vicino alla superficie della sonda, meno evidenti saranno il suono e l'ombra.Quando la posizione del bersaglio è proprio alla profondità di messa a fuoco, il raggio ultrasonico stesso è molto sottile, quindi l'energia che il bersaglio può bloccare è relativamente grande, con il risultato che pochissima energia può continuare intorno al bersaglio, il che rende anche l'area dietro questa profondità produce una vera e propria zona oscura.È come se ti stessi concentrando sulla gabbia e l'area dietro la griglia della gabbia è completamente bloccata.
Cosa succede quando il bersaglio si trova dietro il punto focale (area di sfondo)?Alcune persone diranno che anche il raggio sonoro è molto ampio e il bersaglio può coprirne solo una parte, sarà uguale all'area in primo piano, l'energia può bypassare il bersaglio per ridurre il suono e l'ombra?La risposta è ovviamente no, proprio come i bersagli nella fila obliqua sinistra nella figura sopra sono tutti dopo 1 cm di profondità, e il suono e l'ombra generati non sono inferiori ai bersagli nella posizione di 1 cm.In questo momento, osserviamo attentamente la forma del raggio ultrasonico e il fronte d'onda del raggio prima e dopo il fuoco non è piatto, ma ricorda una forma ad arco centrata sul fuoco.Il raggio vicino alla superficie della sonda converge verso il punto focale, mentre la matrice d'onda più profonda del punto focale si diffonde verso l'esterno con il punto focale.Vale a dire, quando il bersaglio si trova nell'area in primo piano quando l'onda sonora che non è oscurata dal bersaglio continuerà a propagarsi nella direzione del fuoco, e l'onda sonora che non è oscurata dal bersaglio nell'area di sfondo continuerà a propagarsi nella direzione di deviazione dalla linea di scansione, riceviamo solo il segnale di eco sulla linea di scansione, quindi l'energia che devia dalla linea di scansione non può essere ricevuta, quindi si formano il suono e l'ombra.
Quando abbiamo regolato la messa a fuoco del lancio a una profondità di 1,5 cm, anche il suono e l'ombra dietro il bersaglio a una profondità di 1 cm sono stati notevolmente ridotti, ma il bersaglio dopo 1,5 cm stava ancora trascinando una lunga coda nera.Di seguito è riportato un grafico del fascio di emissioni ultrasoniche, proviamo ad analizzare il fenomeno del suono e dell'ombra in combinazione con la morfologia del raggio.
Quando la profondità di messa a fuoco viene ulteriormente aumentata a 2 cm, il suono e l'ombra dietro il bersaglio entro 2 cm vengono notevolmente indeboliti.La figura seguente è il grafico del raggio di emissione ultrasonica corrispondente.
L'immagine dell'esempio precedente è solo la profondità di messa a fuoco regolata e le condizioni sulle altre interfacce rimangono invariate, ma quando si regola la profondità di messa a fuoco, anche lo sfondo implica una condizione, ovvero, man mano che la profondità del fuoco di emissione diventa più profonda, aumenterà anche l'apertura dell'emissione (il numero davanti nel titolo del diagramma del fascio è la profondità del fuoco, e il numero dietro è il numero di elementi dell'array corrispondenti all'apertura dell'emissione), e osservando l'ampiezza del raggio della sonda superficie, possiamo anche trovare l'effettiva variazione dell'apertura di emissione.In generale, l'apertura del fuoco di emissione è proporzionale alla profondità di fuoco, proprio come uno zoom con apertura costante.
Quindi qual è l'effetto sul suono e sull'ombra quando la stessa profondità di messa a fuoco e la stessa dimensione dell'apertura sono diverse?Prendendo come esempio lo stesso depth focus di 1,5 cm, regolando i parametri interni della macchina, la dimensione dell'apertura di emissione viene raddoppiata
Avremmo dovuto imparare ad analizzare il fenomeno del suono e dell'ombra del bersaglio attraverso la mappatura del raggio attraverso l'esempio sopra, quindi possiamo guardare direttamente il beamogram per questo esempio.Man mano che l'apertura si riduce, il raggio della profondità di messa a fuoco viene ampliato, ma la curvatura a sella si riduce.La deformazione degli stessi raggi in primo piano e sullo sfondo diventa poco appariscente e, osservando quanto bene si curva il fronte d'onda del raggio, si può vedere che l'energia ultrasonica è un po' come un piano parallelo alla superficie della sonda che si propaga in avanti.Pertanto, la conseguenza negativa è che sebbene l'energia ultrasonica nell'area originale in primo piano sia parzialmente bloccata dal bersaglio, può comunque continuare a propagarsi attorno al bersaglio verso la posizione di messa a fuoco, ma quando la piccola apertura è piccola, la larghezza del primo piano raggio viene ristretto per primo, la proporzione di energia bloccata aumenta e le onde sonore laterali non convergono verso la posizione focale di lancio, quindi sebbene l'energia ultrasonica che non è oscurata continui a propagarsi in avanti, non ha quasi alcun contributo all'eco della posizione della linea di scansione, che porta anche alla riduzione dell'apertura.Anche il suono e l'ombra del bersaglio nell'area in primo piano diventeranno sempre più evidenti.Proprio come quando scattiamo una foto di un uccello in gabbia con un telefono cellulare attraverso la gabbia, non importa quanto sia grande l'apertura del telefono cellulare, lascerà una griglia scura evidente della gabbia sulla foto, perché l'apertura effettiva di la fotocamera del cellulare è troppo piccola.
In precedenza, abbiamo effettuato solo alcune analisi sperimentali sulla posizione del fuoco di emissione e sulla dimensione dell'apertura di emissione sul suono e sull'ombra, combinate con l'effettiva scansione ultrasonica, per la scansione di piccole pietre, al fine di ottenere un suono e un'ombra migliori effetti, è generalmente impossibile modificare la dimensione dell'apertura, ma potrebbe essere possibile considerare la posizione di messa a fuoco il più vicino possibile alla parte anteriore della pietra.O quando il suono e l'ombra non sono evidenti, non è necessariamente perché le pietre sono troppo piccole, o potrebbe essere perché la messa a fuoco non è nella giusta posizione.Inoltre, come accennato all'inizio, potrebbero esserci molti fattori che influenzano la forza del suono e dell'ombra, come la natura più diretta è la dimensione della pietra, inoltre, il suono e l'ombra fondamentali sono spesso molto più deboli delarmonicosuono e ombra, e così via, quindi non può essere generalizzato.
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Tempo di pubblicazione: settembre-08-2022
