ГОСТ Р М Э К 61689— 2013
Приложение Е
(справочное)
Коэфф ициент, используемый для преобразования площади поперечного сечения пучка ABCS
на поверхности лечебной головки в эф ф ективную площ адь излучения A ER
Настоящий стандарт требует вычислять эффективную площадь излучения А ^ из площади попереч
ного сечения пучка вблизи поверхности лечебной головки А^^О.З). Площадь поперечного сечения пучка
ABCS(z) определяют как наименьшую площадь, дающую 75 % полной суммы средних квадратов
акустического давления.
Если использоватьупрощенную модель звукового поля с коллимированным пучком и постоянным распреде
лением давления в поперечном сечении, перпендикулярном оси пучка, то справедливо следующее соотношение
A
er
= 1,333ABCS(0) = 1,333ABCS(z).(Е.1)
С физической точки зрения можно ожидать, что упрощенная модель справедлива для не слишком малых
величин
ка (к
= 2я/л — волновое число; а — геометрический радиус активного элемента лечебной головки). Для
меньших величин
к
дифракционные эффекты будут вызывать размывание звукового пучка и искажение простей
шей модели.
Для получения реалистической оценки требуемого коэффициента преобразования (выражаемого через Fac)
было проведено численное моделирование с использованием излучателя в виде круглого поршня и приемников
конечных размеров радиусом 0.25 и 0.5 мм на частотах 1.2 и 3 МГц. Для преобразователей с малым эффективным
радиусом (< 4 мм) и особенно на низких частотах пучок будет расходиться настолько, что нельзя будет сделать
достоверной оценки эффективной площади излучения. На практике физиотерапевтические лечебные
головки с радиусом меньше 4 мм не выпускают, и расчеты ограничивают предельным радиусом г 4 мм для
значений
к ,
лежащих в диапазоне от 16 до 160.
Нарисунке Е.1 показано распределение значений F асот
ка
в диапазоне от
ка
*=40 до
ка
~*160,взятое из(1].
Среднее значение
F
а с = 1.354 очень близко к значению
F
ас = 1.333. верному для простейшей модели звукового
поля.
Были проведены исследования множества лечебных головок физиотерапевтического оборудования с
малым
ка
[9),приэтом был использован подход, изложенный в 7.3. колределению эффективной площади из
лучения,при котором растровое сканирование проводят вплоскосги на расстоянии 0.3 см от лечебной головки
В результате этих исследований было показано, что полученные значения Ав с s (0.3), умноженные на тот же самый
коэффициент преобразования
{Fас
= 1.354) для нахождения АЕ R . независят от значеия
ка
лечебной головки.
Вычисления по результатам приведенных выше исследований подтвердили их соответствие упрощенной мо
дели ультразвукового поля. Для исследованных образцов (66 точек) стандартное отклонение от среднего значения
приблизительно равно 0,09. Разность между средним значением
(Fac
= 1,354) и значением, полученным для упро
щенной модели (Fac = 1.333). была меньше стандартного отклонения. Чтобы избежать увеличения неопределен
ности при определении эффективной площади излучения, было принято согласованное решение использовать
Fac = 1-333 без учета какой-либо дополнительной неопределенности для этого фиксированного значения.
П р и м е ч а н и е — Сплошная линия соответствует среднему значению F ^ = 1.354.
Рисунок Е.1 — Коэффициент преобразования F^.. как функция значений
к .
лежащих вдиапазоне от 40 до 160.
26