Ultrasəs dalğaları. Akustik siqnal və onun spektri.

Ultrasəs dalğaları — İnsan qulağının eşidə bilmədiyi 20 kHs tezlikdən böyük tezlikli səs və ya akustik dalğalar. Akustik dalğalar elastiki mühitin zərrəciklərinin yaratdığı rəqslərin mühitdə yayılması və enerji daşımasından ibarətdir. Akustik dalğalar bərk mühitdə, mayelərdə və həm də qazlarda yayılir. Bioloji toxumalar həm elastiki maye mühitə (yumşaq toxumalar), bərk (sümüklər) və qaz mühitlərinə uyğun gəlir (ağ ciyərlər, mədə, bağırsaq). Ona görə demək olar ki, akustik dalğalar tibbi diaqnostikada istifadə olunan bütün növ bioloji toxumalarda yayıla bilir. Akustik dalğalar digər fiziki təbiətə malik dalğalar, məsələn, elektromaqnit dalğaları kimi fəza və zamana görə dəyişən bir sıra xarakteristikalara malikdir. Akustik dalğalarda əsas dəyişən kəmiyyət rəqs zamanı elastiki mühitin yerdəyişməsi və təzyiqyin rəqsləridir.

Ultrasəs diaqnostikasında uzununa akustik dalğalardan istifadə olunur. Uzununa dalğalarda mühitin zərrəciklərinin tarazlıq vəziyyəti ətrafında yerdəyişməsi rəqsin yayılması istiqamətində baş verir.

Sıxılma və seyrəkləşmə zonalarının mühitdə yayılma sürəti dalğanın sürətinə bərabərdir. Bu zaman dalğanın yayılma sürətini, mühitin zərrəciklərinin tarazlıq vəziyyəti ətrafındakı rəqslərinin sürətilə qarışdırmaq olmaz. Bunlar tamamilə müxtəlif sürətlərdir. Mühitdə dalğanın sürəti zamana görə sabit kəmiyyətdir, zərrəciklərin sürəti isə zamana görə periodik dəyişir. Mühitin hər hansı nöqtəsində sıxılma və seyrəkləşmə dərəcəsi həmin nöqtədə təzyiqi təyin edir. Harmonik rəqslər zamanı təzyiqin dəyişməsi sinus və ya kosinus qanunu ilə dəyişir. Eyni fazalı iki ən yaxın nöqtə arasındakı məsafə λ dalğa uzunluğu adlanır.

v= ${\displaystyle {\frac {1}{T}}}$ — vahid zamanda baş verən rəqslərin sayı — rəqsin tezliyi adlanır. T – rəqsin periodudur. BS (Beynəlxalq Vahidlər) sistemində tezlik vahidi Hers (Hs)-dir. Bir saniyədə tam bir rəqs edən rəqsin tezliyi 1 Hs götürülür.

Tibbi diaqnostikada istifadə olunun ultrasəsin tezlik diapazonu 1–30 MHs intervalında və daha böyük olur. Eyni fazalı nöqtələrin həndəsi yeri dalğa cəbhəsi adlanır. Əgər dalğa cəbhəsi müstəvi şəklində olarsa belə dalğalara müstəvi dalğalar deyilir. Müstəvi səs mənbələri vasitəsilə müstəvi dalğalar yaratmaq mümkündür. Bundan başqa, nöqtəvi və ya sferik mənbələr vasitəsilə yaradılan sferik dalğalar da mövcuddur. Bu zaman dalğa cəbhəsi sfera təşkil edir. Silindrik dalğalarda dalğa cəbhəsi silindrik formada olur. Praktikada təmiz müstəvi, sferik və silindrik dalğalara az rast gəlinir. Adətən praktikada müxtəlif tip dalğaların kombinasiyasına rast gəlinir ki, fəzanın kiçik bir hissəsindəki rəqslər bu tip dalğaların birinə uyğun gələ bilər.

Ultrasəs diaqnostikasında istifadə olunun bu dalğaların dalğa uzunluqlarını bilmək faydalıdır. Ona görə ki, bu verilənlər diaqnostik sistemlərin ən mühüm xarakteristikaları olan ayırdetmə qabiliyyətini müəyyənləşdirir. Ayırdetmə qabiliyyəti – akustik təsvirdə daxili orqanların kiçik elementlərini göstərə bilmək qabiliyyətidir. Ayırdetmə qabiliyyətinin müəyyən fiziki həddi (əgər sistem dalğalarla işləyirsə) vardır. Bu hədd təqribən dalğa uzunluğuna bərabərdir. Beləliklə, tezlik böyük olduqca dalğa uzunluğu kiçilir, ayırdetmə qabiliyyəti artır, daha kiçik elementlər görünür və təsvirin keyfiyyəti artır. Təəssüf ki, yüksək tezlikli ultrasəs böyük tezliklikdə kəskin udulur və tədqiqetmə dəqiqliyini azaldır.

Ultrasəs diaqnostik sistemlərində kəsilməz sinusoidal dalğalar yalnız xüsusi rejimli tədqiqatlarda istifadə olunur. Əksər hallarda impuls rejimində işləyən akustik siqnallardan istifadə olunur.

1. Zakir Cahangirli, "Diaqnostik informasiyanın alınmasının fiziki əsasları"
2. Домаркас В.И., Пилецкас Э.Л. Ултразвуковая эхоскопия. Л.: Машиностроение, 1988. 276 с.
3. Применение ултразвука в медицине: Физические основы : Пер. с англ. / Под ред. Хилла К.М.: Мир, 1989. 568 с.
4. Advances in ultrasound techniques and instrumentation / Ed by Wells P. N., N. Y.; Edinburg; L.: Churchill Livingstone, 1993. 192 p.
5. Терновой К.С., Синьков М.В. Закидальский А.И., Яник А.Ф. и др. Введение в современную томографию. — К.: Наук. думка, 1983.