Ультразвуковое сканирующее устройство для исследования структуры полостей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>959763 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.02.81 (21)3281135/28-13 (51)M Кл з с присоединением заявки №вЂ”

A 61 В 10/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет - (S3) УДК 534.292

:615.478 (088. 8) Опубликовано 2309.82 Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 23.09.82 (72) Автор изобретения

С.Л. Приалгаускас

{ ,. r,ú

Каунасский политехнический .институт им. Антайаса Снечкуса (71) Заявитель (54 ) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ . СКАНИРУЮ ЕЕ УСТРОИСТВО

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПОЛОСТЕИ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования структуры полостей, и может быть использовано в приборах, где состояние исследуемой среды контролируется ультразвуковым лучом.

Известно ультразвуковое устройство, которое содержит цилиндрическую антенну, электронные коммутаторы и блок обработки сигналов. Шаг сканирования зависит от расстояния между соседними элементами и диаметром цилиндрической решетки (1).

Недостатком такого устройства является расфокусирование ультразвуковой волны за счет радиального расположения элементов решетки преобразователей в плоскости сканирования.

Причем применение электронных средств не может полностью компенсировать искажение фазы.

Кроме того, цилиндрическая решетка устройства преобразователей сложна в изготовлении.

Известен внутриполостной ультра- 25 звуковой зонд. Устройство содержит катетер, преобразователь, оболочку и электронный блок. Оболочка, фиксированная поверх пьеэопреобраэователя и конечного участка катетера на-, 30 полн яется акустически прозрачной жид костью и таким образом обеспечивает-. ся акустическая связь.преобразователя со средой (2) .

Однако зонд не обеспечивает получение ультразвуковых разрезов структур около полостных участков тела.

Известно ультразвуковое устройство секторно-углового сканирования луча в исследуемой среде, содержащее линейную решетку преобразователей, приемопередатчик, аналоговый блок сканирования и индикатор, исследование пространства ведется эхоимпульсным методом (3) °

В устройстве реализуется возможность селективного излучения и приема ультразвукового луча под любым углом в ограниченном секторе сканирования. Однако это устройство не позволяет расширить сектор сканирования больше 90о, что связано с конструкцией линейной фазовой решетки преобразователей, что ведет к появлению искажений частотно-фазовых характеристикк электроакустического тракта.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устрой959763 ства путем увеличения сектора скаии. рования.

Укаэанная цель достигается тем, что ультразвуковое, сканирующее уст-: ройство, содержащее линейные решетки преобразователей, последовательно 5 соединенные приемопередатчик, аналоговый блок сканирования,и индикатор, снабжено мультиплексорами;по количеству линейных решеток преобра" зователей, включенными между приемо передатчиком и соответствующими линейными решетками преобразователей временным распределителем иМпульсов, вход которого подключен к выходу синхронизации аналогового блока сканиро- g вания, а выходы — к соответствующим входам мультиплексоров, блокам выбора режима работы, один„ вход которого подключен к входу управления разверток индикатора, а другой — к входу управления временного распределителя импульсов, телескопической трубкой с параллельными наклонными концами, двумя наконечниками, свободно надетыми на эти концы, гибкой спиральной трубкой, связывающей наконечники меж- 5 ду собой, прн этом. линейные риаетки преобразователей образуют в плоскоСти сканирования правильную многоугольную мозаичную решетку, вмонтированную в один из наконечников, другой 30 из которых служит в качестве манипу- лятора, следящего за пространственной ориентацией:мозаичной решетки. На фиг. 1 изображена блок-схема ультразвукового устройства; на фиг.2- 35 схема электроакустической части устройствау на фиг. 3 - то же, механического сканирующего устройства.

Ультразвуковое сканирующее устрой-. ство для исследования структуры по- 4g . лостей содержит линейные решетки 1, соединенные в мозаичную решетку. преобразователей, последовательно соединенные приемопередатчик 2, аналоговый блок 3 сканирования и индикатор 45

4, мультиплексоры 5 по количеству решеток 1 преобразователей, включенные между приемопередатчиком 2 и соответствующими линейными решетками .1 преобразователей. Устройство имеет та„ е вре иной распред и, ь 6 50 импульсов, вход которого подключен к выходу синхронизации аналогового блока 3 сканирования, а выходы — к соответствующим входам мультиплексоров 5, блок 7 выбора режима работы, один вход которого соединен с входом управления раэверток.индикатора 4, а другой — с входом управления временного распределителя б импульсов.

Ультразвуковой зонд содержит те- 60 лескопическую трубу 8 с параллельнымй наклонными концами, два наконечника 9 и 10, свободно надетые на эти кОнцы, гибкую спиральную трубку

11, связывающую наконечники 9 и 10 между собой, при этом линейные решетки 1 преобразователей образуют в плоскости сканирования правильную многоугольную мозаичную решетку, вмонтированную в наконечник 9> Другой наконечник 10 служит в качестве манипулятора, следящегб за пространственной ориентацией мозаичной решетки.

Мозаичная решетка,. вращаясь на наклонной, торцевой поверхности телескопической трубки 8, благодаря гибкой спиральной трубке 11 повора- . чивается на 180 . Посредине сйиральной трубки 1.1 проходит протектор 12, предохраняющий наконечник 9 с линейными решетками 1 от .непосредственного контакта с исследуемой средой, гидравлический шланг 13, соединенный с резервуаром

14 для акустически прозрачной жидкости, объем которой, подаваемай в пространство под протектор 12, регулируется винтом 15 дебета.

Телескопическая система механического сканирования собирается таким образом, чтобы продольные оси симметрии наконечников 9 и .10 и телескопической трубки 8 ложились на одной прямой. В таком виде она вводится в исследуемую полость.

Линейные рЕшетки 1.монтируются одна за другой по кругу, образуя правильный многоугольник с внутренним углом, равным 180-360 /и, где и - число линейных решеток.

Телескопическая трубка 8 может вращаться в кольцевой оправе 16.

Ультразвуковое сканирующее устройство для исследования структуры полостей работает следующим образом.

С синхронизирующего выхода аналогового блока 3 сканирования синхроимпульсы, фиксирующие моменты достижения максимального отклонения диаграммы направленности для любой из задействованных линейных решеток, поступают на вход временного распрецелителя

6 импульсов, который на своих выходах в соответствии с .выбранным с помощью блока 7 выбора режима работы режимом вырабатывает. прямоугольные импульсы длнтельностью, .равной периоду Т аналогового блока 3 сканирования с частотой повторения Г = — . Эти импульсы поступают на входы управления мультиплексоров:5. За интервал Т эондируется пространство в секторе излучающей поверхности задействованной линейной решетки. После того, как одна из линейных решеток отклоняет ультразвуковой луч максимально, он начинает откпоняться следующей решеткой. Таким образом луч движется от одной линейной решетки к другой и этим достигается круговое вращение диаграмм направленности мозаичной решетки в режиме кругового обзора.

959763

Формула изобретения

Ультразвуковое сканирующее устройЧтво для исследования структуры по. лостей, содержащее линейные решетки преобразователей, последовательно

25 соединенные приемопередатчик, аналоговый блок сканирования и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения сектора сканирования, оно снабжено мультиплексорами по числу линейных решеток преобразователей„ включенными между приемопередатчиком и соответствующими линейными решетками преобразоватеь- лей, временным распределителем импульЗ сов, вход которого подключен.к выхо.ду синхронизации аналогового блока сканирования, а выходы — к соответствующим входам мультиплексоров, блоком выбора режима работы, один .вход ко40 торого подключен к входу управления . разведок индикатора, а другой †..к входу управления временного распределителя импульсов, телескопической трубкой с параллельными наклонными

4$ концами, двумя наконечниками, свобод- . но надетыми на,эти концы, гибкой спиральной трубкой, связывающей наконечники между собой, при этом линейные решетки преобразователей образуют;в

50 плоскости сканирования правильную многоугольную мозаичную решетку, вмонтированную в один из наконечников, другой из которых служит в качестве манипулятора, следящего .за пространст-. венной ориентацией мозаичйой .решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1 ° Патент CtdA Р 3938502, кл. A 61 В 10/00, 1978.

2. Патент Франции М 2424733, кл. А 61 В 10/00, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 567130, кл G 01 N 29/04, 1976.

В тех случаях, когда требуется детальное и скоростное обследование не-, которого внутриполостного участка, блоком 7 выбора режима работы задается режим Секторный, определяющий постоянное включение любого из подобранных мультиплексоров 5, обеспечивающего непрерывное сканирование диаграммы направленности для соответствующей линейной решетки.

Контактно-жидкостная камера, образуемая при наполнении акустически

° прозрачной жидкостью пространства между протектором 12 и наконечником

9, должна заполнять полностью исследуемую полость. Камера заполняется жидкостью из резервуара 14 по гидравлическому шлангу 13 с помощью винта

15 дебета. Проиэводят озвучание объектов с внутриполостной структурой по конфигурации профиля стенок, по размеру несоответствующих сечению акустического зонда, по мере заполнения жидкостью контактно-жидкостной камеры.. На экране индикатора 4 в виде яркостных отметок отображаются

-эхо-импульсы принятые от внешней поI У верхности оболочки протектора 12.

Если акустическое волновое сопротив.ление зондируемой среды и акустически прозрачной жидкости резервуара 14 близки, т.е. когда камера по мере ее расширения вступит в контакт с внутренними стенками полости, ультразву-. ковые эхо-импульсы, ранее приходившие от края камеры, уменьшатся настол ко,. что яркостные отметки на экране исчезнут. Следовательно поступление жидкости из резервуара 14 необходимо прекратить с помощью винта 15 дебета.

Поворачиванием наконечника 10 поворачивают наконечник 9 с линейными рейками 1. При этом наконечники 9 и

10 будут отклоняться от главной оси симметрии телескопической трубки 8. на угол 2 (фиг. 3), где 1 — угол наклона торцевых поверхностей наконечников 9 и 10 к торцевым поверхностям телескопической трубки 9, Таким образом поворот наконечника 10 относительно телескопической трубки 8 и вращение самой трубки 8 в кольцевой оправе 16 дает возможность проводить сканирование пространства под различными ресурсами.

По окончании сканирования поворо« том наконечника 10 манипулятора совмещают оси симметрии наконечников 9 и 10 и телескопической трубки 8 ° Создав разряжение давления в резервуаре 14, акустически прозрачная жид кость стекает из-под протектора обратно в резервуар 14.

Использование мультиплексоров по количеству линейных решеток распределителя импульсов, размещая антенную систему, состоящую из элементарных линейных реаеток пьезопреобразователей, на подвижном наконечнике, располаг ая линейные решетки в виде правильного многоугольника — мозаики в плоскости сканирования, используя телескопическую систему механического сканирования совместно с контактной жидкостной камерой, ведение непрерыв10 ного контроля за качеством акустического контакта мозаичной системы — решетки с исследуемой средой, позволяет визуализировать акустические разрезы в реальном масштабе времени под раз15 личными ресурсами. Изготовление линей ных решеток экономически: выгодно.