11. SınıfBiyomedikal Cihaz Teknolojileri

Ultrason Derinlik Çözünürlüğü ve Odaklama — Çalışma Sayfası

Kazanımlar, önemli noktalar ve sık yapılan hatalar tek sayfada.

Bu konuda öğrenecekleriniz

Dalga boyu ile frekans arasındaki ilişkiyi hesaplayabilmek
Uzaysal darbe genişliğinden aksiyel çözünürlüğü türetebilmek
Aksiyel ve yanal çözünürlük arasındaki temel farkı açıklayabilmek
F-sayısı, odak uzaklığı ve odak bölgesi bağıntılarını yorumlayabilmek
Prob frekansı, bant genişliği ve gövde tasarımı seçimlerinin çözünürlüğe etkisini değerlendirebilmek

Aksiyel çözünürlük yalnızca frekansla değil, gönderilen darbenin çevrim sayısıyla da belirlenir.
Aynı frekansta daha fazla çevrim içeren darbe daha uzun olur ve aksiyel çözünürlüğü kötüleştirir.
Yanal çözünürlük ışın genişliğiyle sınırlanır; geniş aperture ve uygun odaklama bu değeri iyileştirir.
F-sayısı küçültüldükçe odak daralır ancak odak bölgesi kısalır; derin yapılar için geniş odak bölgesi gerekir.
Geniş bant genişliği kısa darbe üretir ve aksiyel çözünürlüğü iyileştirir, ancak sinyal-gürültü oranını düşürür.
Derin dokularda sönümleme arttığı için çözünürlük pratikte odak bölgesi içinde daha iyi korunur.

Uzaysal darbe genişliği = darbedeki çevrim sayısı x dalga boyu; aksiyel çözünürlük = SPL / 2.
Dalga boyu: dalga boyu = ses hızı / frekans; yumuşak dokuda ses hızı 1540 m/s alınır.
Odak bölgesi uzunluğu yaklaşık 2 x dalga boyu x (f-sayısı)^2.
Odak bölgesinin genişliği, dairesel profta yaklaşık 0,69 x f-sayısı ile dalga boyunun çarpımıdır.
Sönümleme yaklaşık 0,5 dB/cm/MHz katsayısıyla frekansla doğru orantılıdır.
Piezoelektrik elemanın rezonansta olması için eleman kalınlığı dalga boyunun yarısına eşit olmalıdır.
Doku harmonikleri, gönderilen temel frekansın iki katı frekansta alınarak oluşturulur.
F-sayısı = odak uzaklığı / aperture çapı; küçük f-sayısı dar, uzun odak demektir.

Hata: Aksiyel çözünürlüğün yalnızca prob frekansına bağlı olduğu düşünülür. Oysa darbedeki çevrim sayısı da etkilidir ve aynı frekansta daha uzun darbe daha kötü çözünürlük verir.
Hata: Odaklama yapıldığında çözünürlüğün her derinlikte aynı olduğu sanılır. Odak noktasından sonra ışın yeniden genişler ve çözünürlük geriler.
Hata: F-sayısı ile odak bölgesi uzunluğu doğru orantılı kabul edilir. Bağıntı kareseldir; f-sayısı iki katına çıktığında odak bölgesi dört katına çıkar.
Hata: Bant genişliğini artırmak yalnızca görüntüyü gürültülü kılmakla sınırlı bir dezavantaj olarak görülür. Oysa bant genişliği kısa darbe üreterek aksiyel çözünürlüğü doğrudan iyileştirir.
Hata: Yumuşak dokudaki ses hızının sabit olduğu her yerde geçerli kabul edilir. Gerçek hızın 1540 m/s değerinden farklı olması mesafe ölçümünde hata oluşturur.

Çözünürlük sorularında önce sorunun aksiyel mi yanal mı olduğunu belirleyin; ikisi farklı parametrelere bağlıdır.
Dalga boyu hesabında ses hızını 1540 m/s alın ve frekansı Hz cinsine çevirin.
SPL sorularında çevrim sayısını 2 ya da 3 gibi bir tam sayı olarak kullanın.
F-sayısı sorularında karesel bağımlılığı unutmayın; değer iki katına çıkarsa sonuç dört katına çıkar.
Prob seçimi sorularında hedefin derinliği ve boyutu birlikte değerlendirilmelidir.

Bu sayfayı okuduktan sonra konu anlatımını tekrar oku ve kendi cümlelerinle özetle.