Page 127 - Giáo trình môn học Nguyên lý tạo ảnh

truyền âm.
Ví dụ: Tác động một lực làm rung lên âm thoa, gây ra cho các phân tử trong
không khí bị nén lại hay dãn ra tùy theo hướng chuyển động của âm thoa, phân tử đầu
tiên bị tác động sẽ ảnh hưởng đến phân tử kế tiếp . . . và cứ thế mà có sự lan truyền
sóng ra mọi hướng (và cũng nhờ thế mà tai người ở bất kỳ vị trí nào xung quanh âm
thoa đều nghe được âm vang của âm thoa). Hiện tượng này tương tự như khi ta thả
một viên sỏi vào giữa lòng hồ đang lặng sóng, viên sỏi sẽ tạo ra những gợn sóng có
hình dạng các vòng tròn đồng tâm lan tỏa ra xung quanh mà tâm của chúng là vị trí
mà viên sỏi rơi xuống hồ nước.
Hoặc đánh vào mặt trống; tác động dòng điện làm rung màng loa; đạn bay trong
không khí.
Sóng siêu âm là một dạng sóng cơ học nằm trong sóng đàn hồi.
2. Các quy luật truyền sóng siêu âm
Trong siêu âm chẩn đoán hình ảnh ta thu nhận được chủ yếu dựa trên năng
lượng phản xạ chứ không phải năng lượng truyền qua như trong chụp X quang chẩn
đoán. Đầu dò làm nhiệm vụ phát sóng siêu âm sau đó phát hiện ra năng lượng phản
xạ. Một sóng siêu âm được định hướng chiếu thẳng tới cơ thể để tương tác với mô.
Kết quả của tương tác này được ghi lại cho chẩn đoán dưới dạng các sóng siêu âm
phản xạ. Các loại tương tác này xảy ra tương tự với sóng ánh sáng được quan sát là:
phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, tán xạ, giao thoa, hấp thụ.
2.1. Sự phản xạ và khúc xạ
Sự tương tác chính được quan tâm tới trong siêu âm chẩn đoán là phản xạ. Nếu
một chùm sóng âm được hướng tới dưới một góc vuông (gọi là sự tới thẳng góc) tới

một mặt phẳng (chẳng hạn đường bao quanh các mô khác nhau) lớn hơn bề dày của
chùm tia, nó sẽ phản xạ một phần ngược lại nguồn âm (hình 3.3). Các mặt phân cách
này gọi là mặt phản xạ, chịu trách nhiệm tạo ảnh các bộ phận chính được quan sát
trong siêu âm chẩn đoán. Cơ hoành và màng tim là các ví dụ của các mặt phản xạ.

Hình 3.3. Sự phản xạ gây bởi sóng âm tới mặt phẳng lớn hơn dưới một góc vuông.
Bây giờ chúng ta xét sự truyền sóng âm trong môi trường đồng nhất và đẳng

hướng, khi đó sóng âm sẽ truyền thẳng. Khi gặp mặt phân cách đủ lớn (  ) giữa
hai môi trường có trở kháng âm khác nhau, tức là có vận tốc truyền âm khác nhau,
sóng âm sẽ tuân theo định luật phản xạ và khúc xạ. Một phần năng lượng sóng âm sẽ
phản xạ ngược trở lại và phần còn lại sẽ truyền tiếp vào môi trường thứ hai.
Độ lớn của năng lượng phản xạ phụ thuộc vào sự khác nhau của trở kháng âm
Z giữa hai môi trường. Hệ số phản xạ K được tính theo công thức:

Pr Z . cos − Z . cos  2
K = =  2 t 1 i  (3.10)
Pi  Z 2 . cos t + Z 1 . cos i 
Trong đó:  i: góc tới;  t: góc khúc xạ;  r: góc phản xạ.
P r: biên độ áp lực của sóng phản xạ.
127