ГОСТРМЭК 62359—2011
Приложение С
(справочное)
Влияние собственного нагрева преобразователя на повышение температуры ткани в процессе
ее ультразвукового облучения
Повышение температуры ткани в процессе ее облучения ультразвуком при диагностическом исследовании
является предметом стандартизации как внациональном, такив международном масштабе. И аэтой связи важен
настоящий стандарт, так как в нем приведены формулы для расчета большого числа тепловых индексов (Г/),
которые используют для получения врачом в реальном времени информации об опасности процедуры диагности
ческого исследования. В настоящее время подавляющее большинство изготовителей ультразвукового диагнос
тического оборудования следуют стандарту МЭК 60601-2-37. опирающемуся на существующий стандарт в части
методов определения значений Г/ для выполнения международных норм. Поэтому большинство из современных
сканеров вычисляют и отображают на экране значения Г/, используемые врачами-диагностами для оценки риска
при клиническом применении сканера.
Значения
TI
вычисляют по результатам измерений акустических параметров с помощью гидрофонов и сис
тем уравновешивания радиационной силы (радиометров). В сущности, использование формул является упро
щенным методом оценки повышения температуры, вызванного поглощением ультразвука в ткани. Однако
существует и вторая причина нагрева ткани, игнорируемая существующим стандартом, это собственный нагрев
ультразвукового преобразователя. Этот самонагрев связан с недостаточной электрической эффективностью
преобразователя; если эффективность преобразователя составляет около 30 %. то это означает, что вдвое боль
шая энергия освобождается в виде тепла, поглощаемого затем облучаемой тканью. Большая часть тепла многих
преобразователей образуется втонком слое пьезоэлектрика, находящемся в контакте с поверхностью ткани.
Исследования тепловых тест-объектов (ТТО) (32)—(36) и параметры преобразователей, работающих
в
режиме импульсного Доплера, показывают, что после трех минут облучения их собственный нагрев дает пример но
половину повышения температуры в ТТО на расстоянии около 7 мм от преобразователя. На меньших расстоя ниях
или при большем времени облучения его вклад будет существенно больше. Поэтому ясно, что более или менее
реальная оценка опасности перегрева должна учитывать и собственный нагрев преобразователя. Одним из путей
решения этой проблемы является создание модели преобразователя, учитывающей электрические и тепловые
свойства пьезоэлектрического элемента и конструкции преобразователя. Пока это будет, конечно, только
академическим исследованием (см. (37J). Тем не менее, пока свойства иконструкция преобразователей не будут
известны (за исключением, может быть, самого их изготовителя), следует предложить более простой и
практичный метод, который может быть включен в будущем в национальные и международные стандарты.
Ведущиеся в настоящее время исследования предлагают для упрощения оценок представить профиль
температур (вызванный собственным нагревом преобразователя) как функцию расстояния отпреобразователя, и
он может быть аппроксимирован по результатам измерения температуры на поверхности раздела преобразова-
тельтань или вблизи нее. Окончательная температура может быть затем представлена суммой влияния
собственного нагрева преобразователя и эффекта локального поглощения ультразвука самой средой распрос
транения. Ноиз-за отсутствия консенсуса такой подход в настоящем стандарте не принят, и попытки его введения
будут предприняты в третьем издании настоящего стандарта.
38