ГОСТ Р М Э К 61689— 2013
В плосковолновом приближении отношение между интенсивностью и давлением р равно: / = р2/рс, где рс —
удельный акустический импеданс среды. Это выражение не может быть точным для ближнего поля, в частности, на
расстояниях от лечебной головки, меньших одного радиуса элемента лечебной головки. В большинстве слу чаев
максимум давления находится на расстояниях, больших радиуса лечебной головки, поэтому ошибка, свя занная с
использованием вышеприведенного выражения, будет относительно малой, что и проиллюстрировано на рисунке
А.1.
Если предположить линейность выходного напряжения гидрофона от воздействующего на него давления, то
выражение для RgN может быть упрощено из следующих соображений.
Наивысшую интенсивность в пучке, т.е. пространственный пик усредненной во времени интенсивности /5р(а.
определяют по пиковому значению напряжения
Up
на выходе гидрофона из выражения
‘»pia(А.1)
Величину pmst. используемую в основном тексте настоящего стандарта, находят по выражению
V
и?
pmst = L - р(А-2)
i - i 4
известному как полная сумма средних квадратов акустического давления Эту величину определяют суммиро
ванием квадратов измеренных напряжений в процессе растрового сканирования. Используя эту величину, можно
получить усредненную по времени и пространству интенсивность
/_ р _
<А - 3 >
Тогда выражение для RBS. задаваемое как отношение /врй//ю1а, может быть вычислено как
4 ) Ц ) £ Ц 2Ц )
/-1
R
r bn
:(А.4)
Знаменатель является аппроксимацией полной выходной мощности, вычисляемой суммированием значе
ний интенсивности по акустическому пучку.
В выражениях, приведенных выше, использованы следующие параметры:
С/р — максимальное значение сигнала с гидрофона:
Ц — сигнал с гидрофона в г-й точке сканирования:
- чувствительность на конце кабеля гидрофона под нагрузкой:
Р
— акустическая мощность:
pms, — полная сумма средних квадратов акустического давления.
р — плотность воды;
с — скорость звука в воде;
Ай
— единичная площадь сканирования (для растрового сканирования А0 =
s2,
где s — размер шага):
N
— общее число измерительных точек при сканировании;
A
er
— эффективная площадь излучения:
Zj — расстояние от лечебной головки до выбранной плоскости измерения.
На рисунке А.2 показана гистограмма, в которой значения RBN. рассчитанные по вышеприведенным выраже
ниям для 37 лечебных головок различных типов, сгруппированы по значениям, отличающимся друг от друга на
0.5. Обычно RBN лежат в диапазоне от 3 до 7. однако имеются и преобразователи с высоким значением
Значение, равное 8. рассматривают в настоящем стандарте как предельное из следующих соображений:
- Параметры используемого вультразвуковой физиотерапии воздействия (выходная мощность, длительность
и частота) определены из теоретического рассмотрения ультразвукового пучка. Необходимую для печения величи
ну воздействия в настоящее время трудно оценить. В соответствии с этим значение идеального RBN снижено до 4.
Снижение теоретического значения RBN в 2 раза представляется вполне разумным. Как видно из рисунка А.2. для
обычных используемых на практике преобразователей значения R ^ . меньшие 8, получить достаточно легко:
- Физиотерапевты в настоящее время не имеют потребности в фокусируемых преобразователях, у которых
R
bn
значительно превышает 8;
- С качественной точки зрения и принимая в расчет теорию, нет смысла иметь R8N. большим 8;
- Можно подсчитать, что величина RBN, равная 8 (т.е. предельному значению), при установленной на макси
мум интенсивности (3 Вт/см2), дает максимальное давление — около
1
МПа. пространственный и временной пик
16