Nguyên lý tạo hình của siêu âmx

Nguyên lý tạo hình của siêu âm
Trước tiên chúng ta cần phải hiểu “hiệu ứng áp điện” (piezoelectric effect) nghĩa là gì. Nói ngắn
gọn, “hiệu ứng áp điện” là tính chất của một số loại vật chất (thường là ceramic) có khả năng biến
đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âm và ngược lại có thể biến đổi tín hiệu âm trở lại thành tín hiệu
điện (sẽ có một bài viết nói chi tiết về hiệu ứng này sau). Các đầu dò siêu âm được gắn một loạt
các tinh thể có hiệu ứng áp điện này lại với nhau rồi truyền cho chúng một điện thế. Chúng sẽ biến
đổi các điện thế này thành sóng âm rồi truyền nó ra ngoài môi trường. Các sóng âm này đi vào
trong cơ thể, gặp các mặt phân cách giữa hai môi trường khác nhau bên trong cơ thể và bị dội
ngược trở lại đầu dò.
Cường độ sóng âm bị dội ngược trở về đầu dò tùy thuộc vào tính chất của mặt phân cách: mặt
phân cách giữa hai môi trường có độ trở âm quá khác biệt nhau thì nó sẽ dội ngược trở về nhiều,
còn mặt phân cách giữa hai môi trường có độ trở âm ít cách biệt nhau hơn thì nó sẽ bị dội ngược
trở về ít. Nói cách khác, cường độ sóng âm bị dội ngược từ một mặt phân cách trở về đầu dò tỷ lệ
thuận với độ khác biệt về trở âm giữa hai môi trường tạo ra mặt phân cách đó.
Ở hình a, sóng âm từ đầu dò đi vào cơ thể, gặp mặt phân cách A (interface A), một phần sóng âm
bị dội ngược trở lại đầu dò mang thông tin về mặt phân cách A, phần còn lại không bị dội ngược
trở về tiếp tục đi đến mặt phân cách B và tiếp tục xảy ra hiện tượng tương tự.
Ở hình B, vì độ khác biệt về trở âm giữa hai môi trường tạo ra mặt phân cách A quá lớn nên sóng
âm khi gặp mặt phân cách A nó đã dội ngược trở về một phần lớn, chỉ còn một ít tiếp tục đi xuống
sâu hơn và đến mặt phân cách B. Ở mặt phân cách B, cũng do trở âm giữa hai môi trường tạo ra
mặt phân cách B quá lớn nên sóng âm bị dội ngược trở về hoàn toàn và không còn sóng âm nào
tiếp tục đi xuống đến mặt phân cách C, do đó ta không thu nhận được bất kỳ thông tin nào của môi
trường kể từ mặt phân cách B trở xuống.
Các tinh thể có tính chất áp điện của đầu dò nhận được tín hiệu của sóng âm quay trở về từ môi
trường bên ngoài và chuyển nó trở lại thành tín hiệu điện rồi chuyển đến máy vi tính. Máy vi tính
sẽ dựa vào những tín hiệu điện này để tạo ra hình ảnh trên màn hình siêu âm.