Неинвазивный тестер камней организма

 

Использование: в медицинской технике, а именно в устройствах анализа камней организма по твердости при воздействии гидроударом. Сущность: неинвазивный тестер камней организма состоит из источника гидроудара, соосно которому на противоположной стороне объекта исследования размещен акустический датчик, состоящий из акустического преобразователя, выполненного в виде корпуса, в котором на плате укреплена решетка из пьезоэлементов, залитая жидкой средой, например маслом, а его торец перекрыт резиновой мембраной с малым акустическим сопротивлением, и подключенного к согласующему элементу в виде первого истокового повторителя, первый выход которого подключен через второй истоковый повторитель к пик-вольтметру и через разделительный истоковый повторитель усилителя-компаратора - к анализатору спектра и амплитудно-частотных характеристик, а второй выход через компаратор и мультивибратор - к зуммерному и световому блокам индикации усилителя-компаратора. Акустический датчик соединен с блоком преобразования и обработки сигнала, состоящим из усилителя-компаратора и анализатора спектра и амплитудно-частотных характеристик, снабженного памятью. Технический результат: оптимизация параметров воздействия на камень организма. 1 ил.

Устройство относится к медицинской технике и может быть применено для анализа камней организма по твердости при воздействии на него мощной гидроударной волны литотриптора и измерения амплитуды рассеянной от удара о камень гидроударной волны.

Кроме того, устройством можно измерять интегральное давление в фокусе гидроударной волны, куда и помещают затем орган с камнем.

Известна система для имитации камней в человеческой почке, рассмотренная в качестве прототипа, включающая литотриптер, соосно которому на противоположной стороне объекта исследования размещен акустический датчик (ультразвуковой), содержащий акустический преобразователь согласующий блок, и соединенный с блоком преобразования и обработки сигнала, в котором размещены усилитель-компаратор, звуковой индикатор и элементы анализа, соединенные с процессором.

Недостатком устройства является невозможность точного определения характера и параметров камней непосредственно в организме, а также их точного расположения для дальнейшей оптимизации режима обработки камня.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в тестер введен источник гидроудара, соосно которому на противоположной поверхности биообъекта исследования размещен акустический датчик, состоящий из акустического преобразователя, подключенного к согласующему элементу, и соединенный с блоком преобразования и обработки сигнала, включающий усилитель-компаратор, соединенный с анализатором спектра и амплитудно-частотных характеристик, снабженным памятью, при этом усилитель-компаратор содержит зуммерный блок индикации, акустический преобразователь выполнен в виде корпуса, в котором на плате укреплена решетка из пьезоэлементов, залитая жидкой средой, например маслом, а его торец перекрыт резиновой мембраной с малым акустическим сопротивлением, согласующий элемент выполнен в виде первого потокового повторителя, первый выход которого подключен через второй истоковый повторитель к пик-вольтметру и через разделительный потоковый повторитель усилителя-компаратора к анализатору спектра и амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), а второй выход через компаратор и мультивибратор к зуммерному и световому блокам индикации усилителя-компаратора.

На чертеже изображен предлагаемый неинвазивный тестер.

Тестер состоит из следующих элементов: акустический датчик 1, усилитель-компаратор 2, анализатор спектра и амплитудно-частотных характеристик 3. Внутри корпуса 4 акустического датчика 1 закреплена плата 5 с напаянной на нее решеткой пьезоэлементов 6, образующих акустический преобразователь. Корпус 4 наполнен жидкой средой, например маслом, и закрыт с торца фланцем 7 с резиновой мембраной 8. Рабочая поверхность пьезоэлементов направлена на источник S (камень) переотражения гидроударной волны от источника гидроудара (литотриптора) 9. На обратной стороне платы 5 укреплен согласующий элемент 10 с первым потоковым повторителем II (полевым транзистором) и резистором 12. Выход полевого транзистора II, плюсовой источник питания и общая точка выведены через гермоввод 13 на экранированный кабель 14, соединяющий акустический датчик 1 с усилителем-компаратором 2, блока преобразования и обработки сигнала, который в свою очередь содержит собственно компаратор 15, соединенный с эмиттерным повторителем 16 с зоной "нечувствительности" амплитуды. К входу компаратора 15 подключен первый вывод истокового повторителя II, находящегося внутри корпуса датчика 1. На камень S через жидкую среду посредством рефлектора литотриптора 9 направлен гидроударный импульс, который через мембрану с малым акустическим сопротивлением 8 и масло воспринимают пьезоэлементы 6 датчика 1.

К выходу компаратора 15 (операционного усилителя) подключен через эмиттерный повторитель 16 резистивный аттенюатор 17 амплитуды с растяжкой (типа "грубо-точно"). Выход аттенюатора подключен к эмиттерному повторителю на транзисторе 18. Эмиттер транзистора 18 подключен к входу ждущего мультивибратора 19 с возможностью его повторного запуска, кроме того, к входу также подключен балластный конденсатор 20 на "землю", чтобы "погасить" высокочастотный выброс и помехи.

Единичный выход ждущего мультивибратора 19 подключен к входу эмиттерного повторителя 21, эмиттер которого подключен к зуммерному и световому блокам индикации усилителя-компаратора базе более мощного транзистора 22, нагрузкой которого служат три светодиода 23 световой индикации промаха по камню. Коллектор транзистора 22 подключен к входу зуммера блока 24, запускаемого единичным сигналом (+9 +12V). Входной сигнал от истокового повторителя II через второй истоковый повторитель 25 поступает на вход пик-вольтметра 27, а через разделительный истоковый повторитель 26 на счетверенном операционном усилителе, к клеммам 28 анализатора амплитудно-частотных характеристик и анализатора спектра (с памятью).

Анализатор АЧХ подключен внутри к клеммам прибора 28, на его экране отображается кривая АЧХ, соответствующая, например, сигналу, принимаемому акустическим датчиком при рассеянии гидроударной волны о камень. А по спектру определяют твердость и, возможно, тип камня в процессе попадания в камень.

Работа тестера в процессе эксплуатации заключается в том, что на противоположной стороне тела пациента соосно размещают датчик 1 мембраной к телу, смазав участок тела гелем или маслом. В момент удара гидроакустической импульсной сфокусированной волной по почечному камню S энергия удара рассеивается и не срабатывает пороговый элемент усилитель-компаратор 2, т. к. энергия импульса диспергировала в процессе попадания в камень. Однако в этот же момент сигнал рассеяния, принимаемый датчиком 1, поступает на потоковые повторители 11, 25, 26 и усилители 15, 17, 19, 25, 26, далее поступает на вход пик-вольтметра 27, (который работает также и при промахе по камню, т. е. при максимальном импульсном гидроударе), на цифровом или стрелочном приборе которого по максимальному отклонению стрелки или цифровой величине, в случае цифрового вольтметра, видно давление импульсного гидроудара при рассеянии энергии или при промахе по камню (т. е. мах). При промахе по камню звучит звуковой "зуммер" в течение 1,5 с. Каждым вторым гидроударным импульсом пик-вольтметр 27 устанавливается в "0" посредством триггера. В момент промаха по камню (иди начальной величины настройки гидроударного импульса) анализатор амплитудно-частотной характеристики и анализатор спектра 28 на экране высветит осциллограмму, амплитуда которой соответствует силе гидроудара волны в фокусе литотриптора, а частота будет соответствовать параметрам импульса.

При рассеянии попадании в камень S осциллограмма АЧХ будет иной и соответствовать некоторым составляющим частот при рассеянии волны, причем, чем тверже камень, тем больше в составе АЧХ будут привалировать более высокочастотные составляющие сигнала.

Использование тестера дает возможность применять литотрипторы в малотравмирующем режиме, в частности уменьшить время работы литотриптора при промахах по камню, а также определять твердость камня по АЧХ, что также дает возможность оптимизации режима обработки камня.

Формула изобретения

Неинвазивный тестер камней организма, содержащий источник гидроудара, соосно которому на противоположной поверхности объекта исследования размещен акустический датчик, состоящий из акустического преобразователя, подключенного к согласующему элементу, соединенный с блоком преобразования и обработки сигнала, включающим усилитель-компаратор, соединенный с анализатором спектра и амплитудно-частотных характеристик, снабженным памятью, при этом усилитель-компаратор содержит зуммерный блок индикации, отличающийся тем, что акустический преобразователь выполнен в виде корпуса, в котором на плате укреплена решетка из пъезоэлементов, залитая жидкой средой, например маслом, а его торец перекрыт резиновой мембраной с малым акустическим сопротивлением, согласующий элемент выполнен в виде первого истокового повторителя, первый выход которого подключен через второй истоковый повторитель к пик-вольтметру и через разделительный истоковый повторитель усилителя-компаратора к анализатору спектра и амплитудно-частотных характеристик, а второй выход - через компаратор и мультивибратор к зуммерному и световому блокам индикации усилителя-компаратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1