2) воздухе
3) жировой ткани
4) мышцах
Максимальная скорость распространения ультразвуковой волны среди перечисленных сред характерна для костной ткани, прежде всего для компактного кортикального слоя. В продольной волне она обычно составляет около 3000–4500 м/с, тогда как в мягких тканях используется усреднённое значение примерно 1540 м/с. Высокая скорость обусловлена сочетанием значительной упругости костного матрикса и его относительно небольшой сжимаемости; определяющую роль играет модуль упругости среды, а не только её плотность.
Кость обладает также высоким акустическим сопротивлением, поэтому на границе мягкие ткани — кость значительная часть ультразвука отражается, а прошедшая энергия быстро ослабляется. Это формирует яркую гиперэхогенную линию костной поверхности и дистальную акустическую тень, что ограничивает визуализацию структур за костью. Воздух, напротив, характеризуется крайне низкой скоростью звука и резким несоответствием акустических сопротивлений, поэтому воздушные прослойки также препятствуют прохождению ультразвука.
| Среда | Ориентировочная скорость звука, м/с | Акустическое сопротивление | Ультразвуковое значение |
|---|---|---|---|
| Компактная костная ткань | 3000–4500 | Высокое, около 6–8 МRayl | Сильное отражение, гиперэхогенная поверхность и акустическая тень |
| Мышечная ткань | 1540–1600 | Средне-высокое, около 1,7 МRayl | Хорошее проведение ультразвука; скорость зависит от направления относительно мышечных волокон |
| Средние мягкие ткани | Около 1540 | Около 1,5–1,7 МRayl | Расчётная скорость, заложенная в большинстве ультразвуковых аппаратов |
| Жировая ткань | 1450–1470 | Около 1,3–1,4 МRayl | Более низкая скорость; возможны ошибки глубины и рефракционные искажения |
| Вода и большинство жидкостей | 1480–1540 | Около 1,5 МRayl | Относительно однородное проведение, обычно с минимальным рассеянием |
| Воздух | Около 330 | Крайне низкое, около 0,0004 МRayl | Почти полное отражение на границе с тканями; выраженное экранирование глубоких структур |
В ультразвуковой диагностике аппарат рассчитывает глубину отражающей структуры, исходя из средней скорости 1540 м/с в мягких тканях. Прохождение через кость приводит к несоответствию этой модели и появлению акустических артефактов, поэтому костные структуры оценивают преимущественно по их поверхности и кортикальному контуру. Значение скорости также зависит от типа кости, её пористости, направления распространения волны и температуры среды.