سونوگرافی

در سیستمهای فراصوت، پالسهای مکانیکی با فرکانسی در محدودهٔ فراصوت، توسط پراب مخصوص منتشر میگردد. این پرابها دارای آرایهای از فرستندههای فرا صوت میباشد. بخشی از امواج منتشر شده در محیط (در اینجا بافتهای زیستی)، با برخورد به مرزهای دو بافت با چگالی متفاوت، دچار بازتابش (اکو) میگردند. میزان این بازتابش وابسته به امپدانس انتشار امواج فراصوت در دو محیط میباشد. اساس سیستمهای تصویربرداری آلتراسوند، تشخیص تاخیرهای سیگنالهای دریافتی و پالسهای ارسال شده میباشد.
در کاربردهای پزشکی، امواج فراصوت با فرکانسهایی در رنج ۱ مگاهرتز الی ۱۸ مگاهرتز، به کار گرفته میشود. فرکانسهای بالا نیاز به فرستندههایی با ابعاد کوچکتر داشته و با توجه به کوتاهتر شدن طول موج، امکان دستیابی به رزولوشن بالاتر را فراهم میآورد، اما با این وجود، میزان تضعیف سیگنال در محیط انتشار، با افزایش فرکانس، افزایش مییابد. به همین دلیل رنج فرکانس معمول ۳ الی ۵ مگاهرتز میباشد.
برای تشخیص سرعت سیالات، مانند سرعت جریان خون، میتوان از اثر داپلی نیز بهره برد. با توجه به اثر دوپلر حرکت سیال موجب ایجاد شیفت فرکانسی در امواج بازتابیده شده میشود. میزان این شیفت فرکانس وابسته به اندازه و جهت سرعت میباشد.
با افزایش فرکانس، الگوی تابش فرستنده به حالت ایزوتروپیک نزدیک میگردد. برای متمرکز نمودن پالسهای ارسالی در یک راستا و حتی یک نقطه خاص میبایست از پرابهای آرایه فازی، استفاده نمود. این پرابها شامل چندین فرستنده/گیرنده پیزوالکتریک بر روی خود میباشند که میتوان به صورت یک ردیف (یک بعدی) یا چندین ردیف (دو بعدی) کنار هم چیده شده باشند. در حالت پسیو، میتوان چیدمان این المانها را به نحوی طراحی نمود که لوب اصلی الگوی تابش آنتن در یک راستای خاص متمرکز گردد.
در حالت اکتیو فاز، با ایجاد تاخیرهای کنترل شده، در پالسهای ارسالی توسط هر المنت، میتوان جهت لوب اصلی را نیز بدون تغییر موقعیت مکانیکی فرستنده، تغییر داد. در فرستندههای آرایه فازی دو بعدی اکتیو، امکان فوکوس کردن در یک نقطه خاص نیز فراهم میآید. این خصوصیت امکان ایجاد تصاویر دو بعدی و سه بعدی را بدون تغییر دادن مکان پراب، فراهم میآورد.