Виды узи датчиков. Виды датчиков УЗИ: полное руководство по типам и применению

Какие бывают датчики для УЗИ. Чем отличаются конвексные, линейные и другие виды ультразвуковых датчиков. Для каких исследований используется каждый тип датчика. Как правильно выбрать датчик для УЗИ аппарата.

Основные типы датчиков для ультразвуковой диагностики

Ультразвуковые датчики являются ключевым компонентом любого УЗИ аппарата. От правильного выбора датчика зависит качество получаемого изображения и точность диагностики. Рассмотрим основные виды датчиков, используемых в современной ультразвуковой диагностике:

• Конвексные датчики
• Линейные датчики
• Секторные фазированные датчики
• Микроконвексные датчики
• Внутриполостные датчики
• Специализированные датчики

Конвексные датчики: универсальные помощники в УЗИ-диагностике

Конвексные датчики являются одними из самых распространенных и универсальных. Их отличительные особенности:

• Выпуклая сканирующая поверхность
• Радиус кривизны 40-70 мм
• Угол сканирования 50-80°
• Частота 2,5-7,5 МГц

Благодаря своей конструкции конвексные датчики обеспечивают широкое поле обзора на большой глубине. Это делает их идеальными для исследования органов брюшной полости, малого таза и наблюдения за развитием плода во время беременности.

Основные области применения конвексных датчиков:

• УЗИ печени, желчного пузыря, поджелудочной железы
• Исследование почек и надпочечников
• Диагностика органов малого таза
• Акушерские исследования на разных сроках беременности

Линейные датчики: высокое разрешение для поверхностных структур

Линейные датчики отличаются плоской излучающей поверхностью и высокой частотой. Их ключевые характеристики:

• Плоская сканирующая поверхность
• Частота 5-18 МГц
• Прямоугольное поле обзора
• Различная апертура (20-100 мм)

Высокая частота обеспечивает отличное разрешение при исследовании поверхностно расположенных органов и тканей. При этом глубина проникновения ультразвука ограничена.

Где используются линейные датчики:

• УЗИ щитовидной железы
• Исследование молочных желез
• Диагностика поверхностных сосудов
• УЗИ мягких тканей, мышц, связок и сухожилий
• Исследование суставов

Секторные фазированные датчики: незаменимы в кардиологии

Секторные фазированные датчики имеют особую конструкцию с фазированной решеткой пьезоэлементов. Их особенности:

• Небольшая апертура
• Сектор сканирования до 90°
• Частота 2-7,5 МГц
• Веерообразное поле обзора

Такая конструкция позволяет получать широкий обзор на большой глубине через небольшое акустическое окно. Это особенно важно при исследовании сердца через межреберья.

Основные области применения секторных датчиков:

• Эхокардиография
• Транскраниальные исследования
• УЗИ органов брюшной полости у детей

Микроконвексные датчики: компактные помощники врача

Микроконвексные датчики сочетают преимущества конвексных и линейных датчиков. Их характеристики:

• Небольшая выпуклая поверхность
• Радиус кривизны около 30 мм
• Частота 3-9 МГц
• Компактные размеры

Благодаря своим размерам и форме микроконвексные датчики удобны для исследования через небольшие акустические окна. Это делает их незаменимыми в педиатрии и неонаталогии.

Где применяются микроконвексные датчики:

• УЗИ у новорожденных и детей раннего возраста
• Нейросонография
• Исследование тазобедренных суставов у детей
• Некоторые виды эндоскопических исследований

Внутриполостные датчики: для специальных исследований

Внутриполостные датчики предназначены для введения в естественные полости тела. Их особенности:

• Компактные размеры
• Специальная эргономичная форма
• Частота 3,5-11,5 МГц
• Небольшая область сканирования

Такие датчики позволяют получить изображение высокого разрешения, максимально приблизившись к исследуемому органу.

Основные виды внутриполостных датчиков:

• Трансвагинальные — для гинекологических исследований
• Трансректальные — для исследования предстательной железы
• Чреспищеводные — для углубленной диагностики сердца

Специализированные датчики для особых задач

Помимо основных типов, существуют специализированные датчики для решения узких диагностических задач:

• Матричные датчики для 3D/4D визуализации
• Допплеровские «карандашные» датчики
• Интраоперационные датчики
• Биплановые датчики
• Датчики для эластографии

Выбор специализированного датчика зависит от конкретных диагностических потребностей медицинского учреждения.

Как правильно выбрать датчик для УЗИ аппарата

При выборе ультразвукового датчика следует учитывать несколько ключевых факторов:

1. Область применения — какие органы и ткани планируется исследовать
2. Совместимость с имеющимся УЗИ аппаратом
3. Необходимая глубина сканирования
4. Требуемое разрешение изображения
5. Эргономика и удобство использования

Оптимальный выбор датчика позволит получать качественные диагностические изображения и проводить точные измерения. Для подбора подходящего датчика рекомендуется проконсультироваться со специалистами.

Уход и обслуживание ультразвуковых датчиков

Правильный уход за датчиками УЗИ крайне важен для обеспечения их долгой и бесперебойной работы. Несколько ключевых рекомендаций:

• Бережное обращение, исключение механических повреждений
• Тщательная очистка после каждого использования
• Использование только рекомендованных производителем чистящих средств
• Регулярная дезинфекция согласно санитарным нормам
• Правильное хранение в защищенном от пыли месте

При соблюдении этих правил ультразвуковые датчики прослужат долго, сохраняя высокое качество диагностики.

Современные тенденции в разработке УЗИ-датчиков

Технологии ультразвуковой диагностики постоянно развиваются. Основные направления совершенствования датчиков:

• Повышение разрешающей способности
• Расширение частотного диапазона
• Уменьшение размеров при сохранении функциональности
• Улучшение эргономики
• Внедрение новых методов обработки сигнала
• Интеграция с технологиями искусственного интеллекта

Эти инновации позволяют получать все более качественные и информативные ультразвуковые изображения, расширяя диагностические возможности метода.

Типы ультразвуковых датчиков и их назначение

Чтобы полноценно воспользоваться всеми возможностями вашего ультразвукового аппарата, вы должны иметь правильные аксессуары. Таким образом, главным фактором эффективности вашего УЗ-сканера является правильно подобранные ультразвуковые датчики.

В данной публикации мы расскажем о различных видах ультразвуковых датчиков и для каких исследований предназначен каждый из них. В заключении мы поделимся несколькими полезными советами, которые следует помнить при покупке УЗ-датчиков.

Итак, давайте по порядку.

— Что такое ультразвуковой датчик и для чего он нужен?

УЗ-датчик представляет собой устройство, которое генерирует ультразвуковые волны. Эти волны отражаются от тканей тела человека и в виде эхо-сигналов улавливаются этим же датчиком. Полученные эхо-сигналы датчик передает на компьютер, который использует их для создания изображения, называемого эхограммой. Основным элементом каждого ультразвукового датчика является пьезоэлектрический кристалл, который служит для генерации и приема ультразвуковых волн. К сожалению, индустрия медицинской визуализации уже более 40 лет использует один и тот же пьезоэлектрический материал.

Так было вплоть до недавнего времени, когда появился новый вид материала и новая технология ультразвуковых датчиков – монокристаллическая, что повлекло за собой значительное улучшение качества изображения. 

Виды ультразвуковых датчиков

В настоящее время на рынке доступны УЗ-датчики различных форм, размеров и предназначенные для самых разных применений. Это связано с тем, что для получения хорошего качества изображения в разных частях тела необходимо применять датчики с соответствующими характеристиками. УЗ-датчики могут быть внешними или полостными. Внешние располагаются на поверхности тела или органа, а полостные вводятся в полый орган или отверстие (например, в прямую кишку или влагалище).

Есть ли еще какие-то различия между ними?

Конечно!

Ультразвуковые датчики отличаются своей конструкцией в зависимости от:

• Расположения пьезоэлектрических кристаллов
• Размера апертуры (размера контактной площадки)
• Частоты

Ниже мы перечислим три наиболее распространенных вида ультразвуковых датчиков: линейный, конвексный (стандартный или микроконвексный) и секторный фазированный. Кроме того, мы включили в обзор и некоторые другие датчики, которые доступны на рынке и на нашем складе.

Линейные датчики

Пьезоэлектрические кристаллы в этих датчиках расположены линейно, форма области сканирования прямоугольная. Этот датчик обладает хорошим разрешением в ближней зоне. Частота и применение линейного датчика зависят от того, предназначен ли он для получения 2D- или 3D/4D-изображения.

Линейный 2D датчик имеет широкую апертуру, и его центральная частота находится в диапазоне 2,5-12 МГц. 

Линейный датчик используется для следующих целей:

• Исследование сосудов
• Выполнение катетеризации сосудов под контролем узи
• Выполнение регионарной анастезии под контролем узи
• Исследование молочных желез
• Исследование щитовидной железы
• Исследование мышц, сухожилий и суставов
• Исследование других поверхностных органов
• Проведение интраоперационных исследований и лапароскопии

Линейный 3D/4D датчик имеет широкую апертуру и центральную частоту в диапазоне 7,5-11 МГц.

Область применения данного вида датчика:

• Исследование молочных желез
• Исследование щитовидной железы
• Исследование сосудов, в частности сонных артерий

Конвексные датчики

Конвексный ультразвуковой датчик также называют выпуклым датчиком, поскольку пьезоэлектрические кристаллы в нем расположены криволинейно. Форма области сканирования является выпуклой. Этот датчик хорошо визуализирует глубоко расположенные структуры, даже при уменьшении разрешения изображения с увеличением глубины.

Область сканирования, частота и применение конвексного датчика зависят от того, предназначен ли он для получения 2D- или 3D/4D-изображений.

Конвексный 2D датчик имеет широкую апертуру, и его центральная частота составляет 2,5-7,5 МГц.

Конвексный датчик используется для следующих целей:

• Исследование органов брюшной полости у взрослых и детей
• Исследование органов малого таза у взрослых и детей
• Диагностика плода

Конвексный 3D/4D датчик имеет широкую апертуру, и его центральная частота составляет 3,5-6,5 МГц. Он применяется для исследования органов брюшной полости, органов малого таза и диагностики плода.

Существует подвид конвексных датчиков, называемый микроконвексным. Он имеет гораздо меньшую апертуру. Врачи обычно используют его в неонатологии и педиатрии.

Секторные фазированные (кардиологические) датчики

Этот датчик назван по типу устройства пьезоэлементов, которое называется фазированной решеткой. Фазированный датчик имеет небольшую апертуру и низкую частоту (центральная частота составляет 2-7,5 МГц). Форма области сканирования практически является треугольной. Эти датчики имеют плохое разрешение в ближнем поле но дают хороший обзор на глубине. Позволяют наблюдать структыры через узкую межреберную щель.

Сфера применения фазированного датчика:

• Исследование сердца, включая транспищеводные исследования у взрослых и детей
• Исследования органов брюшной полости у взрослых и детей
• Исследования головного мозга у взрослых и детей

Для исследования детей используются датчики с высокой частотой (5 или 7,5 МГц), что позволяет получить более качественное изображение. Это возможно благодаря маленьким размерам пациентов. 

Другие типы ультразвуковых датчиков

И это еще не всё. На рынке присутствует большое количество всевозможных видов УЗ-датчиков. Вот некоторые из них:

Карандашные датчики, также называемые CW-датчиками, используются для измерения кровотока. Этот датчик имеет небольшую апертуру и использует низкую частоту (обычно 2-8 МГц). Следующий вид ультразвукового датчика – внутриполостной. Эти датчики предназначены для проведения исследования при введении их в определенные полые органы или отверстия. К внутриполостным датчикам относятся вагинальные (гинекологические), ректальные и ректально-вагинальные датчики. Как правило, они имеют небольшую область сканирования, а их частота колеблется в диапазоне 3,5-11,5 МГц. Также имеется чреспищеводный (трансэзофагеальный) датчик. Как и ранее упомянутые датчики, он имеет небольшую апертуру и используется в кардиологии для получения лучшего изображения сердца, выполняемого через пищевод. Эти датчики работают на средней частоте, в диапазоне 3-10 МГц.Кроме того, существует несколько датчиков, предназначенных для хирургического применения, например, лапароскопические.

Советы, которые следует помнить при покупке ультразвукового датчика

Теперь, когда вы уже знаете о наиболее распространенных видах ультразвуковых датчиков, предлагаем вашему вниманию несколько советов, которые вы должны помнить при их покупке:

• Удостоверьтесь и дважды проверьте, совместим ли датчик, который вы собираетесь приобрести, с вашим аппаратом – для этого вы можете использовать руководство по эксплуатации или обратиться в наш отдел продаж.
• Низкая частота (от 2,5 до 7,5 МГц) обеспечивает лучшую глубину проникновения, однако ее недостатком является более низкое качество изображения.
• Чем выше частота (выше 7,5 МГц), тем ниже глубина проникновения ультразвука, тем не менее вы получаете изображения более высокого качества вблизи поверхности (7,5 МГц = 20 см).

Внимание!

• Черная линия на мониторе ультразвукового аппарата, вероятнее всего, будет означать, что внутри датчика есть кристалл, отработавший свой срок службы.
• Тень на экране ультразвукового аппарата может указывать на слабый кристалл внутри датчика, который не производит необходимую вибрацию.

Уход и обслуживание УЗ-датчика

Наконец, помните, что датчик является очень важным и очень дорогим элементом ультразвукового аппарата. Поэтому после его приобретения вы должны эксплуатировать его, соблюдая следующие меры предосторожности:

• Не бросайте, не роняйте и не подвергайте датчик механическим воздействиям
• Избегайте повреждения кабеля датчика
• После каждого использования удаляйте с датчика излишки геля
• Не используйте спиртосодержащие растворы

Разновидности датчиков для УЗИ аппаратов

Существует широкий спектр специализированных датчиков, которые принято классифицировать и разделять на группы в зависимости от назначения. Рассмотрим все разновидности УЗИ датчиков.

В нашем каталоге представлены: Датчики SIUI Датчики Mindray Датчики Aloka Датчики Philips и др.

Подобрать и приобрести ультразвуковой датчик к вашему аппарату вы можете, связавшись с нашими менеджерами по телефону +7 (495) 215-12-56.

Конвексные датчики

• Предназначены для УЗИ исследований органов абдоминальной зоны и органов малого таза, наблюдения развития плода.
• УЗИ датчики отличаются выгнутой поверхностью.
• Радиус кривизны 40-70 мм.
• По углу электронного сканирования – 50-80°.
• Сканирующая поверхность – зона датчика, имеющая особый цвет.
• Апертура является областью сканирования, отображаемой на мониторе устройства.

Линейные датчики

• УЗИ датчики, у которых излучающая поверхность является плоской.
• Могут отличаться по апертуре, частотному диапазону.
• Датчики 80-100 мм относятся к сверхдлинным, они могут пригодиться для таких областей применения, как биопсия, исследование груди.
• Датчики, апертура которых составляет 50-60 мм, а ширина 6-7 см, используются для изучения поверхностных малых органов.
• Датчики, апертура которых 35-45 мм (чтобы проводить массовый скрининг) – для малых органов и сосудов.
• Датчики, апертура которых 20-30 мм (для исследования мышц, суставов, подкожных сосудов).

Микроконвексные датчики

• Могут являться операционными, внутриполостными и неонатальными.
• Возможность внутриполостного и внешнего использования.
• Такие датчики оснащены сканирующей головкой меньшего размера (если сравнивать их с конвексными, но по типу устройства эти виды идентичны).
• По радиусу кривизны – приблизительно 30 мм.

Секторные фазированные датчики

• Оснащены фазированной решеткой, возможна работа с использованием постоянно-волнового допплера.
• Данные датчики предназначены для специфических исследований, кардиологии, транскраниальной диагностики и трансторакальной ЭХКГ.
• Отличаются независимой работой каждого отдельного элемента.
• По углу сканирования – 90°.

Трансэзофагеальные датчики (или чреспищеводные)

• Диагностика сердца и получения разных его проекций в динамике.
• Оснащены гибким дистальным наконечником.
• Рабочая часть – гибкая.
• Наличие вращающихся излучателей.
• По углу электронного сканирования – 90°.
• Датчики ручные и автоматические.
• Частотный диапазон составляет 3-8 МГц.

Трансректальные датчики

• Предназначены для биопсии и брахитерапии простаты.
• Наличие множественных излучателей для работы с разными проекциями (сагиттальная, а также фронтальная).
• Три-плановые датчики с 3 излучателями и би-плановые датчики для брахитерапии и биопсии простаты.
• Возможность фиксации на одном датчике двух микроконвексных излучателей или микроконвексного и линейного излучателя.

Механические датчики

• Применялись для работы с двухмерной визуализацией, но сейчас нужны для внутриполостных исследований (внутрисосудистое, трансуретральное, аноректальное).
• Оснащены движущимся излучателем.

Матричные датчики

• Оснащены решеткой с широким спектром рядов излучателей.
• Имеют свои типы: полуторомерные и двухмерные.
• Датчики матричные полуторомерные 1.5D с количеством элементов, ширина апертуры которых значительно меньше длины.
• Датчики двухмерные 2D с апертурой, предполагающей много деталей по длине и ширине.

Катетерные датчики

• Другое название – «игольчатые».
• Предназначены для введения в различные виды полостей затрудненного доступа (сосуды и сердца).

Монокристальные датчики

• Оснащены пьезоэлементами на основе единого кристалла для идеальной согласованности всех элементов.
• Возможность снизить шумы.
• Монокристальные датчики бывают разных видов: конвексными, фазированными и линейными.

Допплеровские датчики (карандашные)

• Актуальны при анализе состояния артерий (4.8 МГц), также это датчики для изучения патологий сердечной мышцы (2 МГц).
• Отличаются тем, что излучатели и приемник имеют разделение.
• Возможность работы исключительно в одном режиме (постоянно-волновой допплер).

Видеоэндоскопические датчики

• Сочетание в работе ультразвука с функциями видеобронхофиброскопа и видеогастрофиброскопа.
• Возможность совместной работы с видеоэндоскопическими стойками других фирм, сочетания эндоскопии и УЗИ.

Объемные датчики

• Получение статических и динамических трехмерных изображений 3D и 4D.
• С механическим угловым поворотом и посрезовым сканированием.
• Излучатель (разные виды). УЗИ датчики объемного типа различаются по назначению.
• Применение конвексного датчика 3D для анализа абдоминальных органов, микроконвексного – для матки и плода, линейного – для малых органов, фазированного 3D – для кардиологии.

Лапароскопические датчики

• Предназначены для анализа состояния пациента при лапароскопии.
• Возможность совместного применения с троакаром.
• Внешне такие датчики выглядят как трубка, оснащенная излучателем.
• Наличие гибкого кончика с возможностью изгиба в 2 или в 1 плоскости.

+7 (495) 215-12-56
менеджер по медоборудованию: [email protected]

Обращаем Ваше внимание на то, что данная информация ни при каких условиях не является публичной офертой.
Политика в отношении обработки персональных данных

Технический репетитор: основы трех типов ультразвуковых датчиков

Ультразвуковые датчики являются важными компонентами современных автоматизированных производственных процессов. Эти датчики используют звуковые волны для обнаружения присутствия или отсутствия объектов, и поэтому на них не влияют цвет или прозрачность и мало текстура. Эти свойства делают их идеальными для решения различных задач. Компания Dittman & Greer поставляет клиентам три основных типа ультразвуковых датчиков: диффузно-близкие, рефлекторные и датчики сквозного луча.

Ультразвуковые диффузные датчики приближения
В этих датчиках используется специальный звуковой преобразователь, который позволяет попеременно передавать и принимать звуковые волны. Преобразователь излучает серию звуковых импульсов, а затем «прислушивается» к их возвращению, когда они отражаются от цели. Как только отраженный сигнал получен, датчик передает сигнал на управляющее устройство, такое как ПЛК.

Эти датчики способны надежно обнаруживать различные цели, включая твердые тела, жидкости, гранулы или порошки, независимо от цвета и прозрачности, на расстоянии до 2,5 м. Их чувствительность, определяемая как временное окно для циклов «прослушивания» по сравнению с циклами «отправки», может регулироваться с помощью кнопки обучения или потенциометра. В то время как стандартные диффузионные ультразвуковые датчики дают простую информацию о наличии/отсутствии цели, аналоговые версии позволяют измерять фактическое расстояние, предлагая выходной сигнал 4–20 мА или 1–1 В в зависимости от расстояния до цели. Этот вывод можно легко преобразовать в полезную информацию о расстоянии.

Ультразвуковые датчики обратного отражения
Датчики обратного отражения обнаруживают объекты в пределах заданного расстояния обнаружения путем измерения времени распространения. Датчик излучает серию звуковых импульсов, которые отражаются от неподвижного противоположного «отражателя». Рефлектором может быть любая плоская твердая поверхность, например, механизм или доска. Звуковые волны должны возвращаться к датчику в течение фиксированного временного интервала, настраиваемого пользователем. Датчик сигнализирует выход, если этот временной интервал изменяется из-за объекта, препятствующего его пути обнаружения. Поскольку датчик, по сути, «прислушивается» к любому изменению времени распространения, а не к обратному сигналу, он идеально подходит для обнаружения звукопоглощающих и звукоотражающих материалов, таких как хлопок, пенопласт, ткань и поролон.

Ультразвуковые датчики на пересечение луча
В отличие от датчиков приближения и отражения, эти датчики разделяют излучатель и приемник в отдельных корпусах. Излучатель посылает непрерывный сигнал, который затем улавливается приемником. Когда объект прерывает звуковой луч, приемник реагирует и запускает выход. Эти датчики идеально подходят для приложений, требующих обнаружения непрерывного объекта, такого как лента из прозрачного пластика. Если прозрачный пластик сломается, выход датчиков вызовет срабатывание подключенного ПЛК или нагрузки.

Мы в Dittman & Greer будем рады порекомендовать ультразвуковой датчик для надежной работы в вашем конкретном случае. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши требования.

– Техническая информация была взята из эссе под названием «Ультразвуковые датчики: основы» Стивена Петронио, технического менеджера Baumer Electric.

Next Story: Контроллер ERTEC от Siemens получает награду «Выбор редакции»

Вернуться к оглавлению

Технологии | Ультразвуковая технология | Типы ультразвуковых датчиков

Кубические датчики — универсальные в отношении конструкции и применения

Ультразвуковые датчики серии L2 имеют как широкий спектр диапазона, так и вращающуюся головку датчика.

Широкий ассортимент кубических датчиков предлагает идеальное решение практически для любой измерительной задачи. Специальные конструкции и функции, такие как минимальные слепые зоны , большие диапазоны и чрезвычайно прочная конструкция открывает максимальную гибкость в прикладных решениях для пользователя. Ультразвуковые датчики серии F77 предлагают широкий спектр функций и вариантов настройки, таких как IO-Link , переключатель звукового луча , синхронизация , минимальные слепые зоны и высокий диапазон до 31 дюйма Ультразвуковые датчики с обратным отражением серии F12 идеально подходят для измерений в особо малых дозах, таких как машины для розлива или встряхивающие конвейеры , обеспечивая при этом высочайшую степень надежности обнаружения посредством независимой синхронизации датчиков . Ультразвуковые датчики L2 серии оснащены как широкополосным спектром , так и вращающейся головкой датчика , что позволяет использовать специальные варианты установки. Благодаря защите IP67 они идеально подходят для использования в суровых условиях . В зависимости от предполагаемого использования доступны дополнительные кубические конструкции.

Цилиндрические датчики — максимальная гибкость для различных применений

Благодаря своей стандартной конструкции цилиндрические ультразвуковые датчики M12 , M18 и M30 можно легко интегрировать в любое оборудование. Ступенчатые или угловые преобразователи, а также короткие конструкции расширяют возможности интеграции. Кроме того, портфолио характеризуется специализированными решениями для гигиенических областей или для агрессивных химикатов и обеспечивает максимальную гибкость для идеального прикладного решения — как для стандартных, так и для специальных приложений.

Химически стойкие ультразвуковые датчики

Повышенная стойкость материала для максимальной доступности даже в экстремальных условиях эксплуатации — это предлагается ультразвуковыми датчиками UBC серии и UCC серии . Благодаря высочайшим классам защиты все поверхности, подвергающиеся воздействию химикатов и атмосферы, герметично закрыты от проникновения агрессивных химикатов, например, кислот и щелочных растворов.

Гигиенические датчики — для использования в зонах контакта с продуктом

Гигиенические датчики изготавливаются из нержавеющей стали , в герметичном исполнении и в гигиеническом исполнении и из пищевых материалов в соответствии со стандартами FDA 9 ECOLAB и EHEDG . Головка датчика и все остальные части корпуса сварены лазером и герметически закрыты от проникновения пара или жидкостей.