Измеритель поглощения ультразвука в биологических средах

 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике медицинского назначения. Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений. Схема формирования маркеров вырабатывает код длины исследуемой области под управлением двух реверсивных счетчиков, а также управляет триггером, который переключает частоты зондирующих импульсов . Схема цифровых измерений производит измерения амплитуд эхосигналов на двух частотах и увеличивает усиление усилителя на величину разности полученных амплитуд. Триггер переключает область измерений на глубину , заданную вторым маркером, после чего измерения повторяются на тех же частотах. Схема цифровых измерений выводит значение постоянной поглощения на индикаторное табло. 2 ил. а (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYEiËÈÍ (19) (11) 1511 4 С 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3683468/25-28 (22) 02.01.84 (46) 15.05.86 Бюл. ¹ 18 (72) З.Л.Пилецкас, С.В.Червяков и Б.Д.Фикс (53) 620. 179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 386360, кл. G 01 N 29/00, 1974.

Piechacki N., Lypacewicz G. Attenuation measurement method of one

side accessab1e tissues.-In: Proc

4th ultrasound Biol. and Med.Symp.

UBI0MED-IV, Visegrad, 1979, Vol 2, р. 61-65. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике медицинского назначения. Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений. Схема формирования маркеров вырабатывает код длины исследуемой области под управлением двух реверсивных счетчиков, а также управляет триггером, который переключает частоты зондирующих импульсов. Схема цифровых измерений производит измерения амплитуд эхосигналов на двух частотах и увеличивает усиление усилителя на величину разности полученных амплитуд. Триггер переключает область измерений на глубину, заданную вторым маркером, после чего измерения повторяются на тех же частотах. Схема цифровых измерений выводит значение постоянной поглощения на индикаторное табло. 2 ил.

1 12

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике медицинского назначения и может быть использовано при медицинской диагностике и других измерениях, Целью изобретения является повьппение точности и производительности измерений за счет использования цифровой техники.

На фиг. 1 изображена структурная схема измерителя поглощения ультразвука в биологических средах; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Измеритель поглощения ультразвука в биологических средах содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, двухчастотный генератор 2, преобразователь 3, усилитель 4, коммутатор 5 и индикатор 6, второй вход которого соединен с синхронизатором

1, триггер 7, включенный между выхоpом синхронизатора 1 и входом коммутатора 5, выход триггера 7 соединен с управляющим входом двухчастотного генератора 2, выход преобразователя

3 соединен с входом коммутатора 5, схему 8 формирования маркеров и схему 9 цифровых измерений, первый вход схемы 8 формирования маркеров соединен с выходом синхронизатора 1, а второй — с первым выходом схемы 9 цифровых измерений, первый выход схемы 8 формирования маркеров соединен с первым входом схемы 9 цифровых измерений, второй выход — с вторым входом схемы 9 цифровых измерений, третий выход — с входом индикатора 6, второй выход схемы 9 цифровых измерений соединен с управляющим входом усилителя 4, третий вход — с выходом триггера 7, а четвертый вход — с выходом коммутатора 5, схема 8 формирования маркеров выполнена в виде последовательно соединенных счетчика 10, схемы 11 сравнения и схемы ИЛИ 12, двух управляемых вручную реверсивных счетчиков 13 и 14, выходы которых соединены с входами схемы 11 сравнения, второго коммутатора 15, входы которого соединены с выходами схемы сравнения, вычитателя 16, соединенного с выходами реверсивных счетчиков 13 и

14, вход счетчика 10 образует первый вход схемы 8 формирования маркеров, вход второго коммутатора 15 — второй вход, выход вычитателя 16 -первый выход, выход второго коммутатора 15

31450 2 второй выход, а выход схемы ИЛИ 12 третий выход, схема 9 цифровых измерений выполнена в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя 17, двух параллельно включенных регистров 18 и 19, схемы

20 вычитания, схемы 21 деления, схемы

22 умножения и индикаторного табло 23, последовательно соединенных второго

10 триггера 24, третьего регистра 25 и цифроаналогового преобразователя 26, селектора 27, первый вход которого соединен с входом второго триггера

24, второй вход — с входом аналого-!

5 цифрового преобразователя 17, выходы — с входами первого 18 и второго

19 регистров, вход третьего регистра

25 соединен с выходом схемы 20 вычитания, выход второго триггера 24 соединен с входом индикаторного табло, второй вход схемы 21 деления образует первый вход схемы 9 цифровых измерений, второй вход селектора 27 — второй вход, первый вход селектора 27 — тре25 тий вход, вход аналого-цифрового преобразователя 17 — четвертый вход, выход второго триггера 24 — первый выход, выход цифроаналогового преобразователя 26 — второй выход схемы 9 цифровых измерений. Позициями 28-35 обозначены сигналы диаграммы работы на фиг.2.

Работа измерителя поглощения ультразвука в биологических средах основана на формировании эхограмм биологических сред методом эхоимпульсной локации поочередно на двух частотах и сравнении амплитуд эхосигналов этих эхограмм, полученных в соответ40 ствии с целеуказанием оператора от границ исследуемого участка среды согласно выражению

В< — В + В2 (А — А, )1 — †††-й-------- —— (1)

f 1 г)

45 + где о — постоянная поглощения;

f< — частота 1-го зондирующего сигнала;

f — частота 2-го зондирующего г сигнала, причем f< f2, m=

50 — 1 — 1,2;

Х вЂ” толщина исследуемого участка среды;

А — амплитуда эхосигнала от начальной границы исследуемого участка среды на частоте f

A — амплитуда эхо-сигнала от

2 начальной границы исследу3 1231450 4 емого участка среды на часf, В и  — амплитуды эхосигналов от а конечной границы на частотах f< и f соответственно.

Измеритель поглощения ультразвука в биологических средах работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы 28, запускающие схему 8 формирования маркеров, которая выраг батывает тактовые импульсы 29 и формирует сигналы маркерных меток, пере-. мещаемых по времени при помощи сигна- лов, с реверсивных счетчиков 13 и 14.

Схема 16 вычитания вырабатывает код, соответствующий расстоянию между маркерными метками, который поступает на первый вход схемы 21 деления. Счет20 чик 10 формирует тактовые импульсы

29 в момент переполнения, определяя максимальную глубину зондирования. .Текущее содержание счетчика 10 соответствует моменту времени зондирования. Содержимое реверсивных счетчиков 13 и 14, управляемых .сигналами с пульта управления, определяет границы исследуемого участка маркерными метками 32 и 33. Сигналы 32 и 33, объединяемые схемой ИЛИ, поступают

30 на индикатор 6, на котором высвечиваются как точки повышенной яркости.

Эти же сигналы через коммутатор 15 поступают на вход АЦП t7 и селектора 27. Синхронно с формированием так-З5 тового импульса 29 генератор 2 подает зондирующий импульс с частотой f< на преобразователь 3. Эхосигналы 30 преобразуются в электрические и пос,тупают через усилитель 4 и коммута- 4О тор 5 на индикатор 6 и вход АЦП 17.

Работа измерителя поглощения ультразвука осуществляется в четыре такта.

При первом такте зондирование сре-4> .ды выполняется на частоте f . При этом на выходе триггера 7 формируется сигнал 31, равный логическому ну.— лю, который управляет генератором 2, включая ультразвуковой нреобразователь 3, работающий на частоте f<, коммутатором 5, который блокирует усилитель 4, пропуская эхосигналы на вход АЦП 17. Сигнал 31 поступает также на входы триггера 24 и селектора

27. На выходе триггера 24 устанавлива.ется сигнал 34, равный логическому нулю, при котором через коммутатор

15 на селектор 27 поступает стробимпульс 35, соответствующий местоположению первого маркера. Цифровой код амплитуды эхосигнала, соответствующего местоположению первого маркера и полученного на частоте зондирования f1, заносится под управлением селектора 27 в регистр 19.

При повторном зондировании (такт 2) происходит аналогичная про— цедура, только сигнал 31 на выходе триггера 7 имеет значение логической единицы, при котором преобразователь

3 зондирует среду на ультразвуковой частоте f, блокирование коммутатором

5 усилителя прекращается, эхосигнал через усилитель 4 поступает на вход

АЦП 17. Селектор 27 при этом пропускает занесение кода амплитуды эхосигнала, полученного от того же отражателя на частоте зондирования f в регистр 18. Содержимое регистров 18 и 19 сравнивается вычитателем 20, и разностный сигнал через регистр 25 и ЦАП 26 поступает на управляющий вход усилителя 4. В соответствии с управляющим сигналом усиление усилителя 4 эхосигналов увеличивается на величину (А, — А ) (см.формулу 1) разности амплитуд эхосигналов, принятых от начальной границы исследуемого участка среды при частотах зондирования f < и Г

Во время следующих двух тактов зондирование среды производится опять на частотах f< и Е и измеритель работает аналогично, с той разницей, что схема 8 формирования маркеров под управлением сигнала 32 формирует стробимпульсы 31, обеспечивающие запись в регистры 18 и 19 поочередно эхосигналов В< и В, полученных согласно целеуказанию второго маркера, от задней границы исследуемого участка среды при частотах зондирования f u f

Так как коэффициент усиления усилителя 4 увеличился на (А, — А ), то в регистр 18 в четвертом такте работы схемы окажется занесен код величины

В + В (А< — A ). Разность В, — (В + г

+ В (А, — А ) с вычитателя 20 поступает на делитель 21, на другом входе которого находится код, соответствующий базе измерений f, т.е. расстоянию между маркерами 32 и 33. Умножитель 22 производит умножение получен1 ного кода на константу (, и

5 12 выдает результат на индикаторное таоло:23. Занесение полученного значения постоянной затухания g, производится задним фронтом импульса 34 с триггера 24.

Введение в измеритель затухания ультразвука в биологических средах схемы формирования маркеров и схемы цифровых измерений позволяет автоматизировать процесс измерений, тем самым исключая субъективные ошибки.

Поэтому увеличивается производительность и точность измерений.

Формула изобретения

31450

15 триггера, а четвертый вход — с выходом коммутатора, схема формирования маркеров выполнена в виде последовательно соединенных счетчика, схемы сравнения и схемы ИЛИ, двух управляемых вручную реверсивных счетчиков, выходы которых соединены с входами схемы сравнения, второго коммутатора, входы которого соединены с выходами схемы сравнения, вычитателя, соединенного с выходами реверсивных счетчиков, вход счетчика образует первый вход схемы формирования маркеров, вход второго коммутатора. — второй вход, выход вычитателя — первый вы1ход, выход второго коммутатора — втоИзмеритель поглощения ультразвука

I в биологических средах, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, двухчастотный генератор, преоб— разователь, усилитель, коммутатор и индикатор, второй вход которого соеди- нен с синхронизатором, триггер, вклю= ченный между выходом синхронизатора и входом коммутатора, выход триггера соединен с управляющим входоМ двухчастотного генератора, выход преобразователя соединен с входом коммутатора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности, он снабжен схемой формирования маркеров и схемой цифровых измерений, первый вход схемы формирования маркеров соединен с выходом синхронизатора, а второй — с первым выходом схемы цифровых измерений, первый выход схемы формирования маркеров соединен с первым входом схемы цифровых измерений, второй выход — с вторым входом схемы цифровых измерений, третий выход — с входом индикатора, второй выход схемы цифровых измерений соединен с управляющим входом усилителя, третий вход — с выходом

;2@

40 рой выход, а выход схемы ИЛИ вЂ” третий выход, схема цифровых измерений выполнена в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя, двух параллельно включенных регистров, схемы вычитания, схемы деления, схемы умножения и индикаторного табло, последовательно соединенных второго триггера, третьего регистра и цифроаналогового преобразователя, селектора, первый вход которого соединен с входом второго триггера, второй вход — с входом аналого-цифрового преобоаэователя, выходы — с входами первого и второго регистров, вход третьего регистра соединен с выходом схемы вычитания, выход второго триггера соединен с входом индикаторного табло, второй вход схемы деления образует первый вход схемы цифровых измерений, второй вход селектора— второй вход, первый вход селектора— третий вход, вход аналого-цифрового преобразователя — четвертый вход, выход второго триггера — первый выход, выход цифроаналогового преобразоватеl ля — второй выход схемы цифровых измерений.

Составитель А.Олохтонов

Редактор Н.Слободяник Техред И.Гайдош Корректор С.Шекмар

Заказ 2559/49 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4