ГОСТ IEC 61689—2016
Приложение Е
(справочное)
Коэффициент, используемый для преобразования площади поперечного сечения
пучка ABCS на поверхности лечебной головки в эффективную площадь излучения AER
В соответствии с настоящим стандартом эффективную площадь излучения T\ER из площади поперечного
сечения пучка вычисляют вблизи поверхности лечебной головки ЛВС5(0,3). Площадь поперечного сечения пучка
/\Bcs(z) определяют как наименьшую площадь, дающую 75 % полной суммы средних квадратов акустического
давления.
Если использовать упрощенную модель звукового поля с коллимированным пучком и постоянным распреде
лением давления в поперечном сечении, перпендикулярном оси пучка, то справедливо следующее соотношение:
^
er
= ^’333 ^
bcs
(O) = 1,333 7\BCS(z).(Е.1)
С физической точки зрения можно ожидать, что упрощенная модель справедлива для не слишком малых
величин ка (к = 2п/к — волновое число; а — геометрический радиус активного элемента лечебной головки). Для
меньших величин ка 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 эффектив
ным радиусом (< 4 мм) и особенно на низких частотах пучок будет расходиться настолько, что достоверная оценка
эффективной площади излучения станет невозможной. На практике физиотерапевтические лечебные головки с
радиусом меньше 4 мм не выпускают, и расчеты ограничивают предельным радиусом > 4 мм для значений ка,
лежащих в диапазоне от 16 до 160.
На рисунке Е.1 показано распределение значений Fac от ка в диапазоне от ка а 40 до ка s 160, взятое из [1].
Среднее значение Fac = 1,354 очень близко к значению Fac = 1,333, верному для простейшей модели звукового
поля.
Проведены исследования множества лечебных головок физиотерапевтического оборудования с малым ка
[9], при этом использован подход, изложенный в 7.3, к определению эффективной площади излучения, при кото
ром растровое сканирование проводят в плоскости на расстоянии 0,3 см от лечебной головки. В результате этих
исследований показано, что полученные значения 7\BCS(0,3), умноженные на тот же самый коэффициент преоб
разования Fac = 1,354 для нахождения T\ER, не зависят от значения 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 неопределенно
сти при определении эффективной площади излучения, принято согласованное решение использовать Fac = 1,333
без учета дополнительной неопределенности для этого фиксированного значения.
Примечание — Сплошная линия соответствует среднему значению Fac = 1,354.
Рисунок Е.1 — Коэффициент преобразования Facкак функция значений ка, лежащих в диапазоне от 40 до 160
28