En ultraljudsfasad array är en ultraljudsteknik som ger elektronisk dynamisk fokusering [1] , det vill säga den låter dig ändra placeringen av fokus utan att flytta själva arrayen, och även skapa, om nödvändigt, flera foci samtidigt [ 2] [3] . Det används inom medicin för ultraljudsdiagnostik [1] , invasiv intervention, i industriella oförstörande testsystem .
För ultraljudskirurgi och terapi används två typer av galler: extrakorporeala, installerade utanför patientens kropp, och galler, införda i kroppen. Den första av dem har inga storleksbegränsningar (hemisfäriska gitter för kirurgi med en diameter på 30 cm är kända), och kan därför göras tvådimensionella. Galler av den andra typen med betydande akustisk effekt bör ha minsta möjliga tvärmått (helst högst 20–25 mm) och är därför linjära.
Potentiella områden för klinisk tillämpning av phased array-teknologi är: onkologi , förstörelse av prostatavävnad ( prostata), livmoderfibromyomkirurgi , litotripsi, stimulering av receptornervstrukturer. Utsikterna för användning av tvådimensionella rutnät inom kardiologi , för behandling av glaukom , för neuromodulering av hjärnstrukturer och för att påverka intracerebrala tumörer genom en oöppnad skalle, samt inom plastikkirurgi och kosmetologi [2] [3] visas. .
Utvecklingen av tvådimensionella fasade arrayer för tumörhypertermi, och sedan för kirurgiska ändamål, började i mitten av 1980-talet under ledning av professor C. Cain från University of Michigan . De först utvecklade gallren kännetecknades av en mängd olika mönster. Vissa av dem använde geometrisk fokusering, andra använde elektronisk fokusering. Vissa var designade för att röra sig genom utrymmet för ett enda fokus, medan andra var designade för att syntetisera ett mer komplext fält med en specifik konfiguration för att omedelbart täcka den erforderliga tumörvolymen. Till en början, för att förenkla elektroniken och minska dess storlek, minimerades antalet kanaler [4] [5] . Men efterföljande konstruktioner av gitter med platt, sfärisk eller cylindrisk geometri antog användningen av alla element [6] [7] . Speciellt utvecklades designen av ett sektor-virvelgitter [8] , vilket gjorde det möjligt att skapa ett ringformat fokus med olika diametrar.
I början av 1990-talet föreslogs en gallerdesign med element monterade på en del av en sfärisk yta [9] . Detta gör det möjligt att kombinera den elektroniska fokuseringsmetoden med den geometriska, och därigenom uppnå den högsta gitterförstärkningen. Sedan dess har denna design blivit den mest populära av alla tillgängliga alternativ för terapeutiska tvådimensionella arrayer.
1988 visades för första gången möjligheten att skapa två eller flera brännpunkter samtidigt med hjälp av ett gitter [9] [10] . Möjligheten att skapa ett fokus för uppvärmning eller förstörelse med hjälp av en speciellt syntetiserad uppsättning av foci har bestämt ett speciellt intresse för möjlig användning av kraftfulla tvådimensionella gitter vid kirurgi och hypertermi . Emellertid kräver beräkningen av faserna och amplituder av excitatoriska signaler som krävs för detta på element, vars antal i moderna terapeutiska arrayer kan överstiga 1000, utveckling av speciella beräkningsalgoritmer. Detta problem löstes i [10] , där en metod för att syntetisera multifokala ultraljudsfält presenterades, som gör det möjligt att bestämma faserna och amplituderna för de signaler som är nödvändiga för att skapa en viss fältnivå i ett antal "kontrollpunkter" i en given volym. Den fysiska innebörden av denna metod, som kallas "pseudo-invers" [10] , är följande. M foci presenteras som imaginära ljudkällor placerade på ett visst plan, och sedan beräknas den totala amplitud-fasfördelningen i mitten av arrayelementen, vilket erhålls genom att samtidigt slå på dessa källor. Om vi nu applicerar signaler med den indikerade amplitud-fasfördelningen till elementen i arrayen och ändrar fasens tecken, då kommer vi att erhålla de nödvändiga M-foci i det indikerade planet. I princip, med hjälp av "pseudo-invers" -metoden, är det möjligt att skapa ett påverkansområde av vilken storlek och konfiguration som helst. Vid beräkning av multifokala ultraljudsfält används optimeringsmetoder som gör det möjligt att erhålla ett givet antal foci med samma amplituder på alla element och därigenom uppnå den maximala akustiska effekten av arrayen [10] .
Skälen för möjligheten att använda en intrakavitär linjär fasad array för kirurgisk behandling av prostata gavs i ett teoretiskt arbete [11] . Kärnan i detta tillvägagångssätt är baserat på användningen av energi som emitteras av alla element i arrayen för att generera en eller (sällan) flera foci som rör sig elektroniskt i tredimensionellt rum.
I slutet av 1990-talet började ideologin med randomisering av arrangemanget av element på gallerytan aktivt utvecklas, vilket ledde till en betydande förbättring av kvaliteten på de akustiska fälten som skapades av gittret [12] [13] .
Den mest välkända tillämpningen av linjära faser inom medicin är kirurgisk behandling av sjukdomar i prostatakörteln (prostata). Målet är att förstöra prostatatumören, eller åtminstone avsevärt minska dess volym. Gallret förs in genom rektum (transrektalt), medan en tunnväggig gummiballong fylld med vatten används för att skapa akustisk kontakt mellan gallret och vävnaderna. Avståndet från ändtarmens vägg till den nödvändiga förstörelseplatsen i prostatan är från 2 till 5 cm, och prostatans tvärgående storlek överstiger vanligtvis inte 4 cm. Det är känt att Sonablate [14] och Ablatherm [15] enheter används för att förstöra prostatavävnader , vars arbetselement är en enelementsfokuserande givare med en fast brännvidd.
. Detta betyder att om det är nödvändigt att ändra påverkans djup, är det nödvändigt att byta en sändare till en annan, med en annan brännvidd, och att omkonfigurera fokuseringssystemet. Uppenbarligen är fasade arrayer mycket mer flexibla och lovande i detta avseende, vilket gör att du kan flytta fokus elektroniskt genom prostatavävnaden, samt skapa flera foci om det behövs. Möjligheten att använda en intrakavitär linjär fasad array för kirurgisk behandling av prostata sattes i praktiken oberoende av två grupper - amerikansk [16] [17] och anglo-ryska [18] [19] . I det senare fallet bestod arrayen av 70 element 1 mm breda, 15 mm långa och tjocka, vilket motsvarar en arbetsfrekvens på 1 MHz (1,72 mm) [19] .
. Arrayen var utrustad med en magnetisk resonans (MR) antenn, som gjorde det möjligt att visualisera det drabbade området.
Experimentella studier har visat [19] att användningen av en linjär array med de specificerade parametrarna tillåter att fokus flyttas inom minst 30 till 60 mm i axiell riktning och ± 20 mm i riktningen vinkelrät mot den, vilket motsvarar storleken på prostatan. I detta fall var nivån för sekundärintensitetsmaxima i fokalplanet signifikant mindre än 10 % av den maximala intensiteten vid fokus och inte högre än 10 % nära enhetens yta.
Designen av andra gitter för prostatakirurgi beskrivs i ett antal arbeten [20] [21] [22] [23] och diskuteras i detalj i böcker [2] [3] .
Fram till början av 2000-talet var de flesta tvådimensionella gitter regelbundna, det vill säga elementen i dem installerades på ytan av gittret på ett regelbundet sätt: i form av kvadrater, ringar eller hexagoner. Arrangemanget av element i form av kvadrater, vilket, som efterföljande studier har visat, kan erkännas som det kanske mest olyckliga sättet att placera element, var under många år den mest populära av alla metoder som användes [9] [24] [25 ] [26] [27 ] [28] .
I slutet av 1990-talet utvecklades, tillverkades och testades en array under in vivo- förhållanden i form av en del av ett sfäriskt skal med en krökningsradie på 10 cm och en diameter på 12 cm med en frekvens av 1,1 MHz, som bestod av 256 element arrangerade i form av kvadrater [29] [30] . Till skillnad från tidigare konstruktioner av sfäriska tvådimensionella gitter [9] gjordes gallret inte av individuella element, utan av ett enda stycke piezokompositmaterial med 1-3 anslutningsmöjligheter.
Sedan början av 2000-talet har användningen av fokuserat ultraljud för att påverka den mänskliga hjärnans djupa vävnader genom den intakta skallen utvecklats avsevärt för att behandla ett antal neurologiska sjukdomar och neuromodulera de centrala nervstrukturerna. För detta utvecklades flera modifieringar av fokuseringssystem, gjorda i form av en halvklot där det mänskliga huvudet är placerat. Till exempel, i [31] beskrevs och studerades en axisymmetrisk matris för en frekvens på 0,665 MHz i form av en halvklot med en krökningsradie på 15 cm och en diameter på 30 cm, bestående av 64 element av samma storlek ( arean för var och en av dem var ~22 cm2 ) .
1999 grundades InSightech-företaget (Israel), dess mål var att utveckla teknologier baserade på användningen av kraftfullt fokuserat ultraljud under MRI-kontroll. Flera ultraljudsfokuseringssystem har skapats och kommersialiserats: ExAblate 2000, 3000, 4000 och ExAblate Neuro . De innehåller 512-1024 element och har formen av en halvklot med en diameter på 30 cm. Frekvenserna för olika modifieringar är följande: 220-230 kHz, 650-660 kHz, 1 och 2,3 MHz [3] . Akustisk effekt är minst 800 watt. Gitter är gjorda axisymmetriska. ExAblate Neuro- systemet är designat för att påverka hjärnans djupa strukturer genom en oöppnad skalle och använder därför lägre frekvenser från det specificerade området.
En viktig uppgift i utvecklingen av alla fasade arrayer är att minska nivån av sekundära intensitetsmaxima i fältet som skapas av det. Deras fysiska natur är till stor del relaterad till närvaron av diskret arrangerade element i arrayen, vilket är likvärdigt med att placera ett enda rutnät eller rutnätsgivare framför ytan. Förekomsten av sådana maxima kan leda till uppkomsten av en "hot spot" bort från nedslagsplatsen och till oönskad överhettning och till och med förstörelse av strukturer utanför det specificerade nedslagsområdet. Det klassiska receptet för att bli av med sidolober i strålningsmönstret är att avståndet mellan arrayelementens centra ska vara lika med eller mindre än λ /2 [32] , där λ är våglängden, d.v.s. till exempel ≤ 0,5 mm vid frekvensen 1,5 MHz. Det är omöjligt att uppfylla detta krav i kraftfulla terapeutiska rutnät, eftersom det för dess genomförande skulle vara nödvändigt att använda ett extremt stort antal element och elektroniska kanaler. Det är känt att nivån på sidoloberna i arraystrålningsmönstret kan reduceras genom att minska amplituden på arrayelementen från dess centrum till periferin [32] . Rollen för denna effekt är dock inte så stor att den akustiska kraften hos gallret bör reduceras kraftigt för dess genomförande. I arbeten [16] [33] studerades en metod baserad på användningen av linjära gitter med olika avstånd mellan elementens centrum. Det visade sig att minskningen av nivån av sekundära intensitetsmaxima som förväntas på grund av aperiodiciteten hos elementen i en linjär array kan nå 30–45% jämfört med arrayer med lika avstånd mellan elementen. Användningen av bredbandssignaler för att driva arrayelement [34] är inte heller särskilt effektiv och har ännu inte använts i riktiga arraydesigner.
Ett av de första verken där författarna satte uppgiften att ta reda på om kränkningen av regelbundenhet i arrangemanget av element gör det möjligt att förbättra kvaliteten på intensitetsfördelningarna i fältet som skapades av gittret var Goss ( Goss ) med kollegor [12] . De beräknade gitterfältet med ett slumpmässigt arrangemang av element på dess yta, men den erhållna effekten var liten. Anledningen var att förhållandet mellan elementets diameter och våglängden λ som valdes av författarna till detta arbete var för stort - 11,2. Med andra ord var strålningsmönstret för ett sådant element mycket smalt. Inverkan av elementstorlekar (och följaktligen deras riktning) på gallers förmåga att flytta fokus diskuterades i [35] . Författarnas rekommendationer kokade ner till behovet av att minska storleken på elementen och samtidigt öka deras antal om diametern på den uppvärmda volymen skulle nå 1 cm.
En metod för att förbättra kvaliteten på akustiska fält som genereras av kraftfulla tvådimensionella gitter, baserad på användningen av "uttunnade" galler med element slumpmässigt placerade på gallerytan, underbyggdes och studerades i detalj i [13] [36] . Man drog slutsatsen att en hög kvalitet på ultraljudsintensitetsfördelningar kan uppnås under två förhållanden: ett slumpmässigt arrangemang av element på ytan av en tvådimensionell matris och ett tillräckligt brett strålningsmönster för elementet. Uppskattningar har visat [13] [36] att den maximala storleken på elementen, vid vilken det fortfarande är möjligt att uppnå en tillfredsställande kvalitet på fältet, inte är mer än 5 λ . Naturligtvis, ju mindre vågstorleken på elementet är, desto högre förmåga har gittret att flytta fokus i rymden.
I [13] [36] jämfördes egenskaperna hos ultraljudsfält genererade av randomiserade och regelbundna arrayer (i form av kvadrater, ringar och hexagoner) i ett brett spektrum av parametervärden (frekvens, antal element, array) diameter etc.). Det visade sig att kvaliteten på fälten som genererades av gittren, bedömd av förmågan att flytta en eller flera foci, såväl som av amplituden för de sekundära intensitetsmaxima som uppstår i detta fall, var signifikant högre för randomiserade gitter. I samma arbeten utvecklades kriterier som gör det möjligt att jämföra kvaliteten på fält av olika gitter [13] [36] .
En separat serie verk ägnades åt studiet av gallers förmåga att skapa och förflytta sig i rymden ett stort antal brännpunkter (till exempel 16 eller 25) [36] [37] , [38] , vilket är särskilt viktigt för tumörhypertermi. Numeriska metoder för att beräkna akustiska fält med enkelfokus och multifokus beskrivs i ett antal arbeten [13] [36] [37] . Nyligen har en uttrycklig beräkningsmetod utvecklats baserad på tillämpningen av en analytisk lösning i det avlägsna fältet av vart och ett av elementen [39] .
De första riktiga designerna av randomiserade gitter gjordes och studerades experimentellt vid universitetet i Paris [40] och vid Imperial College, London [41] .
. Parametrarna för dessa gitter ligger nära varandra och de som föreslås i [13] [36] [37] . Randomisering av fördelningen av element i ett tvådimensionellt gitter användes också av Philips Healthcare när man skapade ett fokuseringssystem med flera element för användning i kliniken [42] [43] .
Bland de olika teknologierna baserade på användningen av högintensivt fokuserat ultraljud inom medicin, på 2000-talet. en ny teknik dök upp, namngiven av dess författare prof. Kane genom histotripsi i analogi med litotripsi [44] . Histotripsi implementeras med extremt intensiva, korta (vanligtvis inte mer än 3-10 perioder) ultraljudspulser, som tillåter fraktionering av målvävnadsområdet med hjälp av ett moln av kavitationsbubblor. I det här fallet, om amplituden för sidoloberna i gitterfältet inte når kavitationströskeln, sker förstörelse endast vid huvudmaximum. Detta är särskilt värdefullt när man utför terapi genom en oöppnad skalle. Dessutom undviker användningen av denna teknik överhettning av skallbenen när kraftfullt ultraljud passerar genom dem. Ett kraftigt fokuseringssystem för transkraniell påverkan på hjärnstrukturer med histotripsimetoden har beskrivits [45] [46] .
I ett nyligen utfört arbete föreslogs en tvådimensionell arraydesign som gör det möjligt att kombinera randomisering i arrangemanget av arrayelement med en hög täthet av deras packning, och därmed med den maximala möjliga akustiska kraften hos arrayen [47] . Detta uppnås genom att arrangera element på ytan av gittret i form av spiraler.
Diskussion om resultaten av teoretiska och experimentella studier, som indikerar betydande potential för användning av kraftfulla terapeutiska rutnät inom medicin, är föremål för hundratals artiklar och ett antal böcker [2] [3] . Lovande områden för klinisk tillämpning av gitter är: onkologi, förstörelse av prostata (prostata) vävnader, kirurgi för livmoderfibroider, litotripsi, hypertermi, stimulering av receptornervstrukturer. Möjligheterna att använda tvådimensionella gitter inom kardiologi, för behandling av glaukom och påverkan på vävnader som ligger bakom bröstkorgen, samt inom plastikkirurgi och kosmetologi [2] [3] visas .
Fasade arrayer har framgångsrikt använts för att rikta in sig på intracerebrala tumörer med fokuserat ultraljud genom en oöppnad skalle, såväl som för att neuromodulera hjärnstrukturer. Några av de nya funktionerna har redan bekräftats i prekliniska prövningar, medan andra fortfarande studeras i laboratorier. Hemisfäriska fasade arrayer har redan använts på neurologiska kliniker för behandling av neuropatisk smärta [48] , behandling av essentiell tremor [49] och Parkinsons sjukdom. Uppmuntrande resultat har erhållits på användningen av fokuserat ultraljud för att förstöra en intracerebral tumör - glioblastom [50] , trigeminusneuralgi [51] såväl som intracerebrala blödningar [52] och Alzheimers sjukdom . Möjligheten att använda högeffektfokuserat ultraljud för att påverka hjärnans blod- hjärnbarriär har också visats, liksom förmågan att stärka det mänskliga immunförsvaret för att bekämpa cancer [2] [3] .
Non-destructive testing ( NDT ) är ett gemensamt namn för ett antal tekniker som gör det möjligt att fastställa den interna integriteten hos olika strukturer och material utan att de förstörs och ofta även utan demontering. Och vissa NDT-uppgifter kan lösas utan att stoppa produktionsprocessen.
Icke-förstörande testning är den viktigaste tekniska lösningen vid produktion och drift av särskilt kritiska industriella anläggningar och strukturer: inom kärnenergi, olje- och gastransport, kemisk produktion och lagring av farliga ämnen, inom flygindustrin och raketindustrin, i produktion av högt belastade enheter (till exempel vindkraftverk) och många andra.
Förmågan att identifiera hotande defekter i dessa och andra liknande områden, både i produktionsskedet och under drift, ökar dramatiskt tillförlitligheten och säkerheten hos potentiellt farliga, men absolut nödvändiga för människor, strukturer och industrier.
Nuförtiden finns det ganska många tekniker som kan lösa sådana problem, även en enkel uppräkning kommer att ta mycket utrymme och tid. Så kort och gott:
Strålning - föremålet som studeras är genomskinligt med strålning (oftast röntgenstrålar). Jo, precis som fluorografi, som vi genomgår regelbundet (alla borde trots allt ha ett fluorografiskt pass med årliga passeringsmärken). En röntgenkälla arbetar framför föremålet som kontrolleras, och bakom den finns en film eller en digital panel som fångar bilden. Om allt är rent på bilden - det finns inga defekter, patienten är frisk (åtminstone för nu), om defekter är synliga ... Jo, naturligtvis, kontakta en specialiserad specialist.
Nackdelen med denna metod är att man inom industrin inte behöver hantera material som är nästan genomskinliga för röntgenstrålar, som vårt bröst, utan oftast med metaller (vanligtvis stål). Genom att öka kraften hos källan är det möjligt att upplysa stål, men av en rimlig tjocklek. Och återigen, det måste finnas tillgång för NDT-utrustning på båda sidor av strukturen som testas, vilket inte alltid är tillgängligt i verkligheten. Arbetet med strålkällor kräver också att särskilda säkerhetsåtgärder för personalen genomförs.
Penetrerande ämnen (kapillär) - behandling av testprodukten med en speciell vätska (penetrant), som har förmågan att tränga in i produktens finaste defekter, om sådana finns. Metoden är bra för kritiska tankar (då kallas det läckagedetektering - jag förstår inte varför den ännu inte har använts på ISS för att söka efter luftläckor från Zvezda-modulen). Metoden är bekväm för att upptäcka sprickor som kommer till ytan, men tyvärr är den maktlös när det gäller att söka efter inre defekter. Och det kräver också efterlevnad av säkerhetsåtgärder, eftersom du måste spraya en betydande mängd olika kemikalier.
Virvelström - studieobjektet utsätts för magnetfältet hos en induktionssändare (spole), som genererar virvelströmmar (Foucault-strömmar) i den. Effekten är nu välkänd för många som använder induktionsspisar. En sådan spis värmer inte brännaren utan värmer upp rätterna som är installerade på den - just på grund av exciteringen av samma Foucault-strömmar i denna maträtt.
Enheter för icke-förstörande virvelströmstestning värmer inte den del som studeras, eftersom mycket små strömmar används. Styrkan hos de använda strömmarna är endast tillräcklig för att excitera virvelströmmar i materialet som studeras. Virvelströmmarna som exciteras i materialet skapar i sin tur ett magnetfält, genom att analysera vilket man entydigt kan fastställa avvikelsen från normala avläsningar. Metoden är särskilt effektiv för att upptäcka ytdefekter, även de mest mikroskopiska sprickor som inte är synliga för blotta ögat. Och ett stort plus - ingen farlig strålning eller sprutade kemikalier.
Nackdelen är densamma som för induktionshällar i köket - inte alla rätter kan användas på dem. Diskar gjorda av aluminium och dess legeringar, de flesta kvaliteter av rostfritt stål, och ännu mer så koppar, keramik etc. fungerar inte. Även om moderna oförstörande testenheter fungerar med ett mycket bredare utbud av material, är de bara elektriskt ledande.
Ultraljud - delen som studeras är genomskinlig med ultraljudsvibrationer, och ekot från detta ultraljud analyseras. Jo, precis som i deckarfilmer: detektiven knackar på parkettplattorna – ekot är klangfullt, vilket betyder att det inte finns någonting. Och plötsligt ett dövt svar - det är cachen som hittats.
Ultraljudsstrålning skapas av en piezoelektrisk givare (PT), en produkt gjord av ett speciellt material som ändrar sin storlek under påverkan av ett elektriskt fält som appliceras på den. Tillförseln av en högfrekvent växelspänning leder till vibration av sonden med denna frekvens, och om denna givare har fysisk kontakt med den del som testas, fortplantar sig dessa vibrationer i den.
Principen för ultraljudskontroll är i huvudsak ekolokalisering, som hos delfiner eller fladdermöss. Ljudvibrationer i det testade materialet reflekteras från gränserna för detta material och, om några, från defekter i det. Det speciella med materialet som sonden är gjord av är att den inte bara "darrar" när en växelspänning appliceras på den, utan också, precis tvärtom, genererar elektriska impulser när den utsätts för reflekterade ljudvågor.
Analysen av dessa svarsimpulser gör det möjligt att förstå om det finns en "cache" i testområdet som behöver öppnas.
Teknikutvecklingen har lett till användningen av phased arrays (PA) i sådana enheter. En sådan anordning består av en uppsättning (matris) av piezoelektriska givare. Att lägga spänning på elementen i denna matris inte alla på en gång, utan element för element enligt motsvarande formel, motsvarar strålningen från ett "stort" element av en stråle med de nödvändiga egenskaperna. Dessutom kan riktningen för denna stråle snabbt ändras elektroniskt av styrprogrammet. Detta kan vara en linjär skanning för att leta efter korrosion över den maximala ytan, eller fokusera på en punkt där till exempel operatören behöver använda mer kraft vid inspektion av ett komplext svetsområde.
Således kan en ultraljudsfeldetektor med en fasad array i en omgång kontrollera inte ett litet område under det, utan hela området i den del som kontrolleras.
PD-feldetektorer är nu de mest lovande - de är universella enheter som kan "se igenom" och analysera detaljer och strukturer gjorda av en mängd olika material och en mängd olika storlekar och konfigurationer. De är säkra att använda, låter dig spara all kontrolldata och gör det möjligt att utvärdera parametrarna för defekter i tre dimensioner.
Metoder för icke-förstörande ultraljudstestning utvecklas kontinuerligt. Redan 1975 publicerades TOFD-tekniken (Time-of-flight diffraction). Denna metod kallas också "time-of-flight"-metoden, bokstavligen översätta det engelska namnet, även om det på ryska skulle vara "time-of-flight-metoden" skulle vara korrekt. Under andra hälften av 80-talet av förra seklet började det bli populärt på grund av tillkomsten av tillräckligt kraftfulla, men samtidigt bärbara datorer som kan bearbeta mätresultat direkt på kontrollplatsen.
Kärnan i metoden är att TOFD analyserar transittiden för en ultraljudspuls för att bestämma reflektionskällans position och storlek. Konventionell mätning av den reflekterade signalen är en relativt opålitlig metod för att bestämma storleken på defekter, eftersom amplituden för denna signal väsentligt beror på sprickans orientering och riktningen för ultraljudsstrålen från PET-sändaren.
I fallet med TOFD placeras ett par ultraljudsonder på motsatta sidor av föremålet som analyseras (t.ex. en svets). En av sonderna, sändaren, avger en ultraljudspuls, som fångas upp av sonden på andra sidan, mottagaren. I intakta föremål tar mottagarsonden emot signaler från två vågor: en som färdas längs ytan och den andra som reflekteras från den bortre väggen. I närvaro av en spricka uppstår diffraktion av en ultraljudsvåg, vilket reflekteras huvudsakligen från sprickans spetsar. Med hjälp av pulsens kända (uppmätta och beräknade) transittid kan sprickkantens djup beräknas mycket noggrant med enkel trigonometri och automatiskt med hjälp av en dator.
I moderna enheter krävs inte ens ett par mottagare-sändare på båda sidor av det skannade objektet, en "smart" sändare och mottagare räcker på ena sidan, från sidan av skanningen.
Olympus, en av världens ledande tillverkare av oförstörande testinstrument, tillverkar enheter, i synnerhet Omniscan-familjen, där alla moderna NDT-metoder är implementerade. "Klockorna och visselpiporna" som inbyggd GPS, en stor mängd minne för att spela in resultat är inte det viktigaste. Och vad som verkligen är viktigt, dessa enheter kombinerar högsta tillförlitlighet, kraftfull funktionalitet och utmärkt ergonomi.