Vraag 20
De eenheid van dichtheid is kg·m-3 en de eenheid van snelheid m·s-1. Voor de eenheid van de akoestische weerstand vinden we dan[Z] = kg·m-3 · m·s-1
Z = kg·m-2·s-1
De eenheid Newton staat voor kg·m·s-2 (Zie Binas tabel 4). N·s·m-3 is dus uitgeschreven
kg·m·s-2·s·m-3 = kg·m-2·s-1
Dit is inderdaad hetzelfde als de eenheid van de akoestische weerstand Z.
Vraag 21
- De dichtheid van lucht is véél lager dan die van water of zachte lichaamsweefsels. In Binas tabel 15A is te zien dat ook de geluidssnelheid in lucht lager is dan die in water of lichaamsweefsels. Dit betekent dat de akoestische weerstand van lucht veel lager is dan die van lichaamsweefsel.
- Door het grote verschil in akoestische weerstand bij de overgang van de transducer naar de lucht en bij de overgang van lucht naar de huid zou het meeste geluid gereflecteerd worden vóór het het lichaam kan bereiken. Bij echografie wordt daarom altijd gel aangebracht tussen de transducer en de huid zodat er geen luchtlaag meer tussen de transducer en de huid zit en deze reflecties voorkomen worden.
Vraag 22
Het geluid moet door de gel en huid heen en moet in ieder geval de onderkant van de laag vetweefsel bereiken om deze helemaal in beeld te kunnen brengen. De reistijd door gel en huid is 0,87·10-6 s. Voor de reistijd door de laag vetweefsel vinden we met de dikte van de laag en de gegeven snelheidtvetweefsel = s/v = 0,015 / 1,45·103 = 1,03448·10-5 s
Voor de totale reistijd tot de onderkant van de laag vetweefsel vinden we dan
t = 0,87·10-6 + 1,03448·10-5 = 1,12148·10-5 s
Nadat het geluid geflecteerd is moet het dezelfde weg ook weer terug afleggen. De totale tijd is dan ook twee keer deze reistijd. De volgende puls mag pas uitgezonden worden als de hele puls ontvangen is. De puls heeft een lengte van 3 perioden. Voor de pulslengte vinden we dan
tpuls = 3·T = 3·(1 / 8,5·106) = 3,5294·10-7 s
Voor de totale tijd voordat de volgende puls verzonden vinden we dan
t = 2 · 1,12148·10-5 + 3,5294·10-7 = 2,27825·10-5 s
Voor de frequentie vinden we dan met f = 1/T
f = 2,27825·10-5 = 4,3893·104 Hz
Afgerond een pulsfrequentie van 44 kHz.
Vraag 23
De golflengte van het geluid in het vetweefsel vinden we met de formule voor de golfsnelheid (v=f·λ).λ = 1,45·103 / 8,5·106 = 1,70588·10-4 m
In de vraag staat dat de resolutie gelijk is aan de helft van een puls. Een puls is gelijk aan 3 periodes dus de resolutie is
½·3· 1,70588·10-4 = 2,5588·10-4 m
Details met een afmeting van afgerond 0,26 mm zijn dus nog net zichtbaar.
Vraag 24
Te zien is dat er vanuit het in het weefsel in de 'schaduw' van de galsteen geen echo's komen. De vraag is waardoor dit zou kunnen komen.- Het ultrasone geluid wordt door de galstenen geabsorbeerd.
Dit zou een verklaring kunnen zijn waarom er geen geluid en dus geen echo's vandaan komen. - Het ultrasone geluid wordt door de galstenen gereflecteerd.
Ook dit zou een verklaring kunnen zijn waarom er geen geluid en dus geen echo's vandaan komen. - Het ultrasone geluid buigt om de galstenen heen.
Buiging zou kunnen optreden als de golflengte vergelijkbaar is met de afmetingen van de galstenen. Dit is hier duidelijk niet zo. Bovendien zouden er dan wel reflecties achter de galstenen zichtbaar moeten zijn. Dit is dus geen verklaring. - Het ultrasone geluid kan niet verder dan 5 cm diep doordringen.
Aan de gedeeltes naast de galstenen is duidelijk te zien dat er ook vanuit dieper dan 5 cm reflecties te zien zijn. Dit is dus geen verklaring.