2) 20-20000 Гц
3) <20 Гц
4) >20 кГц (+)
Ультразвуком называют механические колебания с частотой выше 20 кГц, то есть выше верхней границы обычного диапазона слухового восприятия человека. Частота характеризует число колебательных циклов в секунду и является основным критерием разграничения инфразвука, слышимого звука и ультразвука. Для распространения ультразвуковой волны необходима упругая среда; в вакууме звук, включая ультразвук, не распространяется.
В медицинской диагностике используют значительно более высокие частоты — обычно от 1 до 20 МГц, а в отдельных методиках и специализированных датчиках диапазон может быть иным. Ультразвуковой датчик преобразует электрические импульсы в механические колебания пьезоэлектрических элементов, а затем регистрирует отражённые эхосигналы. Изменение акустического импеданса на границах тканей вызывает отражение волн, что позволяет формировать изображение органов; анализ частотного сдвига отражённого сигнала лежит в основе допплерографии.
Следовательно, частоты в пределах слышимого диапазона или ниже него не относятся к ультразвуку. Отмеченный диапазон выше 20 кГц соответствует принятому физическому определению, хотя конкретные параметры медицинского исследования определяются глубиной органа, требуемым пространственным разрешением и типом датчика.
| Диапазон частот | Название колебаний | Основная характеристика | Примеры применения или значения |
|---|---|---|---|
| Ниже 20 Гц | Инфразвук | Частота ниже нижней границы слышимости человека | Изучение природных и промышленных низкочастотных колебаний; в стандартной ультразвуковой диагностике не используется |
| 20–200 Гц | Низкочастотный слышимый звук | Воспринимается слуховым анализатором при достаточной интенсивности | Речевые, музыкальные и шумовые сигналы; к ультразвуку не относится |
| 200 Гц–2 кГц | Среднечастотный слышимый звук | Находится в пределах физиологического диапазона слуха | Звуки окружающей среды и основные компоненты речи |
| 2–20 кГц | Высокочастотный слышимый звук | Приближается к верхней границе слухового восприятия | Высокие тоны; у детей и молодых людей верхняя граница слуха может быть выше или ниже условных 20 кГц |
| Более 20 кГц | Ультразвук | Механические колебания, не воспринимаемые человеком как обычный звук | Физическая основа ультразвуковой диагностики, допплерографии и ряда лечебных технологий |
| Обычно 1–20 МГц | Диагностический медицинский ультразвук | Высокая частота обеспечивает детализацию, но ограничивает глубину проникновения | Эхография органов, сосудов, сердца, плода и поверхностных тканей |
Повышение частоты улучшает пространственное разрешение, однако усиливает затухание волны и уменьшает глубину визуализации. Поэтому для поверхностных структур выбирают высокочастотные линейные датчики, а для глубоких органов — более низкочастотные конвексные или секторные датчики. Качество исследования зависит не только от частоты, но и от акустического контакта, мощности импульса, фокусировки и правильного выбора режима сканирования.