Az ultrahang keltése

A klinikai diagnosztikai gyakorlatban az ultrahangot elsősorban amiatt alkalmazzák, hogy valós idejű képet hoz létre, az ultrahangos vizsgálat során nem teszik ki az emberi szervezetet ionizáló sugárzásnak, valamint az ultrahang segítségével kvantitatív módon meghatározható és leképezhető a véráramlás. Az ultrahang jellemzően kétdimenziós képet ad a vizsgált szövettérfogatról, de megfelelő szoftveres módszerekkel háromdimenziós képalkotás is lehetséges. Ugyanakkor a jelenlegi ultrahangos képalkotási módszerek nem teszik lehetővé a csontok, valamint a gázzal töltött szervek (pl. a tüdő és a belek) mögötti térrészek kielégítő leképezését.

Az ultrahangos képalkotáshoz használt fej egy vagy több ultrahangot keltő és detektáló elemet, ún. transzducert tartalmaz, amely ultrahangimpulzusokat bocsát az emberi testbe. A diagnosztikában használatos (>1 MHz frekvenciájú) ultrahanghullámokat elektromechanikus elven, pl. a piezoelektromos hatást felhasználva keltik. Bizonyos kristályok (pl. a kvarc) felszínén deformáció hatására töltések halmozódnak fel, illetve feszültség hatására deformálódnak (ez utóbbi jelenséget inverz piezoelektromosságnak nevezik). A két fizikai folyamat teszi lehetővé, hogy a transzducer egyidejűleg legyen alkalmas az ultrahangok keltésére és észlelésére.

A piezoelektromossággal analóg a magnetostrikció jelensége, amely ugyancsak felhasználható ultrahang előállítására. Ilyenkor azonban a bizonyos ferromágneses anyagoknak a méretei a változó mágneses tér hatására változnak meg – az ultrahangkeltés elve azonban ettől eltekintve az előbbiekben leírtakkal azonos.