Efekt piezoelektryczny odgrywa kluczową rolę w technologii ultrasonografii (USG). W USG wykorzystuje się piezoelektryczne głowice przetwarzające energię elektryczną na ultradźwięki i odwrotnie. Oto, jak działa efekt piezoelektryczny w USG:
- Emitowanie ultradźwięków: W głowicach USG znajdują się kryształy piezoelektryczne, zazwyczaj wykonane z ceramicznych materiałów piezoelektrycznych, takich jak pzt (cyrkonianu tytanianu ołowiu). Gdy do tych kryształów jest dostarczane napięcie elektryczne, zmieniają one swoją geometrię, ulegają mechanicznemu odkształceniu. Ten proces generuje fale ultradźwiękowe o bardzo wysokiej częstotliwości.
- Wysyłanie ultradźwięków w ciało: Emitowane ultradźwięki są kierowane w stronę badanego obszaru ciała pacjenta. Fale ultradźwiękowe przenikają przez tkanki wewnętrzne ciała i napotykają na różnice w gęstości i akustycznych właściwościach tkanek.
- Recepcja i przetwarzanie echo: Głowica USG jest również zdolna do odbierania odbić (echo) fali ultradźwiękowej od struktur wewnętrznych, takich jak narządy, naczynia krwionośne czy guzy. Odbite fale ultradźwiękowe wracają do głowicy.
- Konwersja ultradźwięków na sygnały elektryczne: Głowica USG jest w stanie przekształcić odbite fale ultradźwiękowe na sygnały elektryczne za pomocą tego samego efektu piezoelektrycznego. Kryształy piezoelektryczne w głowicy, które wcześniej generowały ultradźwięki, teraz zmieniają się w odbiorniki i generują napięcie elektryczne w odpowiedzi na odbite ultradźwięki.
- Tworzenie obrazu USG: Sygnały elektryczne, które są generowane w głowicy USG w odpowiedzi na odbicia ultradźwięków, są przetwarzane i przekształcane w obrazy dwuwymiarowe lub trójwymiarowe przez komputer. Te obrazy pozwalają lekarzom i technikom medycznym na wizualizację struktur wewnętrznych ciała pacjenta i dokładną diagnozę.
Dzięki efektowi piezoelektrycznemu, USG jest bezpiecznym i nieinwazyjnym narzędziem diagnostycznym, które znajduje szerokie zastosowanie w medycynie do badania narządów wewnętrznych, monitorowania ciąży, identyfikowania patologii i przeprowadzania różnych procedur obrazowania medycznego.