超声产生剪切波原理:超声探头中不同位置的阵元,在不同时刻的发声,不同时间不同距离的传播,到达中心区域的声束,中心区域的声束多,能量就高,两边声束少,能量就低,形成锥形的能量声束分布,像楔子一样垂直挤压组织,从而产生横向的剪切波。
硬度值,单位是kPa:硬度值是力的概念,生活中我们感到软和硬,是通过手或身体其他部位,用力接触,反馈回来的力度感觉。根据牛顿第二定律,硬度值本质上又是加速度的概念。
粘度值(粘度系数),单位是pa.s:粘度就是用力拉物体,物体拉长所需要的时间,所以单位是Pa(力)乘以时间(Pa是加速度单位,牛顿第二定律,加速度是力的单位,所以也可以理解为物理的加速度×时间),是力在时间上的累加(累积)。粘度大的组织,在力不变的情况下,拉长需要的时间就长,计算的粘度系数就大。
频散系数,单位是m/s/Hz:可以理解为频率离散的程度,除法是一种占比,一种离散,速度除频率就是速度对频率的离散,这个频率是剪切波的频率,这个频率也是超声仪器设定阵元振动间歇时间产生的。因此可以通过超声机器控制,产生多个不同频率的剪切波。多个剪切波的频率,超声机器也可以检测不同频率下剪切波的传播速度,从而比对计算出传播速度的的大体差异。而这个不同剪切波频率下的剪切波传播速度的差异就是频率的速度离散程度。在一定范围(这个范围,就是指纯弹性体和纯液体或气体之间),剪切波的频率差异越大,剪切波速度的差异也越大。差异越大,从Voigt曲线图可知,直线的斜率就越大,也就是组织粘性就越大。
超声机器是如何计算硬度值和粘度值的呢?
1、超声机器能知道2个数据:一个是剪切波的频率(自己产生的),一个是剪切波传播的速度(探头检测组织位移,根据速度=路程÷时间,计算出来的)
2、超声机器如何知道剪切波的频率呢?
这个剪切波是超声机器产生的,是通过间歇控制不同阵元工作的时间形成一个能量不均匀分布的声束形状,而超声机器控制阵元发射的间歇时间长短就是剪切波的频率。这个时间是机器自己设定的,就是已知的了。
3、超声机器是如何知道剪切波的速度的呢?
这个速度就是最简单的速度=路程÷时间。超声机器通过检测组织的微小变化“位移变化”,获取路程,时间就是发声时间和接收时间的差,超声机器也是知道的,这样就可以算出剪切波的传播速度了。
4、超声机器如何计算硬度和粘度的呢?
①通过下方的公式:超声机器发送不同频率的剪切波速度(前提是假设受检查的组织是纯弹性体,硬度值理论上是只发射1个频率的剪切波,但实际上应该是多个剪切波的频率,最后计算一个平均值),就可以计算算硬度值了。
②通过下方的公式,超声机器发送不同频率的剪切波速度(至少2个不同频率的剪切波),这样可以获取粘度系数和频散系数。