2) частотой
3) длиной волны
4) периодом
Скорость распространения ультразвука определяется свойствами среды, через которую проходит акустическая волна. Она зависит главным образом от упругости тканей и их плотности и в приближённой форме описывается соотношением c = √(K/ρ), где K — модуль объёмной упругости, а ρ — плотность среды. Чем выше упругость ткани и чем меньше её плотность, тем быстрее распространяется ультразвук.
Частота и период характеризуют источник колебаний, а длина волны связана со скоростью формулой λ = c/f, где f — частота. Поэтому при переходе ультразвука в другую ткань его частота обычно сохраняется, а длина волны изменяется в соответствии с новой скоростью распространения. В большинстве биологических тканей зависимость скорости от частоты несущественна, поэтому именно среда является правильным ответом.
Различия акустических свойств тканей лежат в основе формирования ультразвукового изображения. На границах сред с разным акустическим сопротивлением возникают отражение и частичное прохождение волн; различия скоростей приводят к преломлению ультразвукового луча. Большинство диагностических аппаратов рассчитывает глубину объекта исходя из средней скорости около 1540 м/с в мягких тканях, поэтому значительное отклонение реальной скорости вызывает ошибки локализации и артефакты.
| Среда | Скорость, м/с | Диагностическое значение |
|---|---|---|
| Воздух | Около 330 | Большая разница с мягкими тканями вызывает сильное отражение; необходим контактный гель. |
| Жировая ткань | Около 1450 | Скорость ниже стандартной тканевой; возможны небольшие ошибки определения глубины. |
| Вода | Около 1480 | Близка к характеристикам жидких компонентов организма; используется как физическая модель среды. |
| Мягкие ткани | В среднем 1540 | Расчётная скорость, заложенная в большинстве ультразвуковых диагностических систем. |
| Кровь | Около 1570 | Обеспечивает распространение ультразвука в сосудах; движение эритроцитов дополнительно оценивают по эффекту Допплера. |
| Мышечная ткань | Около 1580 | Анизотропия и различная ориентация мышечных волокон могут изменять отражение и преломление луча. |
| Кость | Примерно 3000–4000 | Высокая скорость и акустическое сопротивление обусловливают сильное отражение и затрудняют визуализацию структур за костной тканью. |
При прохождении границы тканей изменяется не только скорость, но и акустическое сопротивление, равное произведению плотности на скорость звука. Чем больше различие сопротивлений, тем выше доля отражённой энергии и тем контрастнее эхосигнал. Знание скорости распространения позволяет правильно интерпретировать глубину, форму и положение патологических образований. Наиболее выраженные ошибки возникают при исследовании областей, содержащих воздух, кальцинаты или костные структуры.