Ультразвуковое устройство для офтальмологических исследований

 

T. Е, Тимофеева, А. 0. Козлов, Н. И. флорианович, М, А. Иванникова и ф. Е. фридман (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ I

Изобретение относится к медицинс кой технике, а именно к ультразвука" вым диагностическим аппаратам, и может быть применено в медицинской практике в офтальмологии при диагностике заболеваний глаза и орбиты.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее ультразвуковой зонд, генератор зондирующего импульса, приемник, электроннолучевую, трубку с системой временной развертки, генератор маркерного сигнала с отсчет-. ным устройством, временную задержку зондирующего импульса, формирователь: импульса метки, задержку развертки и синхронизатор f.1 7.

Недостатком этого устройства явля- . ется то, что из-эа отсутствия средств, устраняющих влияние толщины согласующего и защитного слоев ультразвукового зонда. на результаты измерения, из мерительных средств и средств, обес" печивающих возможность непосредственного определения размеров внутриглаэных структур, не достигается достаточно высокая точность исследования.

Для определения размеров внутри" глазных структур приходится последовательно измерять расстояние от поверхности глаза до каждой из структур и затем вычислять искомое расстояние, как разность между полученными значениями. Это увеличивает время исследования и снижает точность измерения, так как в живом объекте, каким являет. ся глаз, возможно смещение первого из сигналов при измерении расстояния до второго.

Отсутствие в аппарате средств ста-. бильного измерения приводит к необходимости его проверки и подстройки в процессе эксплуатации.

Цель изобретения - повышение точности исследования путем устранения влияния толщины согласующего и защитного слоев зонда на результаты измерения.

9654

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее ультразвуковой зонд, соединенный непосредственно с генератором зондирующих импульсов и через приемник с электроннолучевой S трубкой, синхронизатор, который подключен к генератору зондирующих импульсов и к блоку временной развертки электроннолучевой трубки, и генератор . маркерных сигналов, соединенный с we->O ктроннолучевой трубкой, оно имеет генератор регулируемой задержки маркеров, включенный между синхронизатором и генератором маркерных сигналов, формирователь, включенный между синхрони-1З затором и приемником, и цифровой измеритель, соединенный с выходом генера" ратора маркерных сигналов.

Кроме того, в нем формирователь иэображения выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя длительности импульса и транзисторного ключа.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства на фиг. 2 - эпюры электрических напряже" ний; на фиг. 3 - схема возникновения ошибки за счет влияния согласующего и защитного слоев ультразвукового зонда. зо

Устройство содержит ультразвуковой зонд 1, генератор 2 зондирующих импульсов, приемник 3, электроннолуче" вую трубку 4, синхронизатор 5, блок 6 временной развертки эле кт роннолуче вой зз трубки, генератор 7 маркерных сигналов, генератор 8 регулируемой задержки маркеров, формирователь 9 и цифровой измеритель 10.

Формирователь 9 выполнен в виде со. единенных между собой преобразователя 11 длительности импульса и транзис торного ключа 12.

Ультразвуковой зонд 1 состоит из пьезопластины, на которую нанесен со43 глвсующий и защитный слои, демпфера и согласующего трансформатора (не изо бражены). Он соединен с генератором

2 зондирующих импульсом и приемником

3, а генератор 2 зондирующего импульса соединен с синхронизатором 5 и зондом 1. Приемник 3 соединен с зондом 1 и электроннолучевой трубкой 4. При этом блок 6 временной развертки соединен с синхронизатором 5 и электроннолучевой трубкой 4, а генератор 7 маркер- Зз ных сигналов соединен с генератором 8 регулируемой задержки маркерных сиг" налов, измерителем 10 и электроннолу24 4 чевой трубкой 4. Причем генератор 8 регулируемой задержки маркеров соединен с синхронизатором 5 и генератором

7 маркерных сигналов.

Измеритель 10 соединен с генератором 7 маркерных сигналов, а формирователь 9 соединен с синхронизатором

5 и приемником 3.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатором 5 вырабатывается импульс синхронизации (фиг. 2а), которым запускается генератор 2, выдающий мощный электрический импульс, возбуждающий ультразвуковые и электрические колебания в зонде 1, так называемый генераторный импульс <фиг. 26) При акустическом контакте зонда 1 с исследуемым глазом импульс ультразвуковых колебаний распространяется в глазу прямолинейно и практически с постоянной скоростью, отражаясь от расположенных на его пути структурных неоднородностей. Отраженные ультразвуковые импульсы достигают зонда 1, преобразуются им в импульсы электрических колебаний и поступают на вход приемника 3, в котором происходит уси. ление и детектирование принятых сигналов. С выхода приемника 3 сигналы подаются на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки 4.

Одновременно с генератором 2 синхронизатором 5 запускается также блок

6 временной развертки, в котором вы« рабатывается напряжение пилообразной формы, обеспечивающее пропорциональное времени отклонение луча электроннолучевой трубки 4 по горизонтали (фиг. 2в) .

Таким образом, на экране электроннолучевой трубки 4 формируется эхограмма, на которой генераторный импульс и импульсы, отраженные от внутренних структурных неоднородностей, имеют вид вертикальных сигналов положительной полярности, положение которых на горизонтальной. временной оси определяется глубиной залегания отражающей.структуры: чем глубже расположена отражающая структура, тем позже приходит отраженный сигнал и тем дальше от генераторного импульса и от начала развертки расположен он на эхограмме (фиг. 2rj.

Одновременно с запуском блока 6 временной развертки и генератора 1 синхронизатором 5 запускается генератор 8 регулируемой задержки маркеров, .5 965424 4 который вырабатывает импульс регули- рый является результатом суммарного руемой длительности (фиг. 2д), с по- действия возбуждающего электрического мощью которого изменяется положение импульса, колебаний пьезопластины и маркеров на временной оси эхограммы. отраженных сигналов от ближайших к

Генератором 7 вырабатываются два 5 зонду структур глаза. Поэтому отсчет коротких импульса, маркер и маркер расстояния на эхограмме в этом случае

I (Фиг. 2е) . Положение маркеров на ведется от фронта генераторного имвременной оси эхограммы плавно регу- пульса. Фронт генераторного импульса лируется. по времени соответствует моменту возМаркеры подаются на вертикально to буждения пьезопластины. Возникающий отклоняющие пластины электроннолуче- в результате возбуждения акустический вой трубки 4. На эхограмме маркеры импульс, распространяясь прямолинейно имеют вид узких отрицательных сигна- в глубь объекта, проходит через соглалов (фиг. 2г). Маркеры подводятся под сующий и защитный слой зонда 1 и лишь изображения сигналов, расстояния меж- !5 после этого достигает поверхности гладу которыми измеряется. за (фиг. 3a). Поэтому измеренное расКроме того, маркерные сигналы по- стояние д„ щоказывается больше истин ступают в измеритель 10, в котором ного Ы„на суммарную толщину сГ этих ист измеряется интервал времени между ни- слоев, которая составляет в среднем ми. Результат измерения фиксируется щ несколько десятых долей миллиметра в цифровой форме. Измеритель 10 ка- (Фиг. Зб) ° При исследовании сравнительлиброван таким образом,, что им фикси" ; но крупных объектов, размеры которых руется не собственно величина измеря" составляют 50 мм и более, вносимая емого временного интервала, а пропор- ошибка не влияет существенно на точыио нальное ему расстояние- между двумя д ность измерения, и ею можно пренебречь, внутриглазными структурами, представ- Однако при измерениях на глазу,, когда ленными на эхограмме (фиг. 2г) двумя приходится иметь дело с расстояниями отраженными сигналами, к которым под- в единицы и доли миллиметра, такая ведены маркеры I u II. Расстояние из- ошибка существенно влияет.на точность: меряется в миллиметрах с точностью до в измерения.

0,1 мм. Такая точность достигается пу- Для устранения указанной ошиЬки в тем стабилизации измерителя 10 с по- данном устройстве изображение генера" мощью кварца. торного импульса на экране электронТаким образом, обеспечивается не- нолучевой трубки 4 сужается - от него посредственное измерение расстояния отсекается начальный участок длитель35

1 как между поверхностью глаза и внут- ность которого соответствует времени ренней структурой, так и между Двумя прохождения ультразвуковым лучом совнутри глазными структурами, при этом гласующего и защитного слоев зонда 1. исключается необходимость в повторных При измерении маркер I подводится к манипуляциях и дополнительных вычис- вновь сформированному фронту изобра40 лениях. жения генераторного импульса, который

Использование в измерителе 10 ста- теперь смещен вправо от реального фробилизации с помощью кварца обеспечи- . нта на величинуД, маркер !I подводит" вает высокую точность и стабильность ся к фронту сигнала от отражающей его работы, за счет чего отпадает .не-, структуры, как обычно (фиг. Зв). При обходимость какой"либо подстройки,или . этом показание измерителя 10 свободно калибровки в процессе эксплуатации. от ошибки, создаваемой согласующим и

При измерении расстояния между по- защитным слоями зонда. Введенной таверхностью. глаза и его внутренней стру ким образом коррекцией устраняется ктурой возникает дополнительная ошиб" ошибка при измерении расстояния между ка из-за влияния толщины согласующего поверхностью глаза и внутренней струк50 и защитного слоев зонда на результаты турой и не нарушается точность измереизмерений (фиг. 3). ния расстояния между двумя внутренниПри непосредственном контакте ульт- ми структурами, при котором влияние развукового зонда 1 с поверхностью гла согласующего и защитного слоев отсутза не удается получить на эхограмме ствует. отдельные сигналы от ближайших к зон" Сужение генераторного импульса пуду структур глаза. Эти сигналы слива" тем отсекания его начального участка ются с генераторным импульсом, .кото обеспечивается формирователем 9 < фиг. 1) 7 965424

Формула изобретения состоящего из преобразователя 11 длительности импульса и транзисторного ключа 12.

На вход преобразователя 11 подается импульс синхронизатора 5. При этом на выходе преобразователя 11, возникает импульс, синхронный с импульсом синхронизатора 5, а по длительностиравный времени прохождения ультразву- ком согласующегб и защитного слоев Io зонда 1. Этот импульс подается на ключ

12 и управляет им таким образом, что в течение времени двйствия импульса ключ 12 замкнут. При отсутствии импульса на выходе преобразователя 11 и ключ 12 разомкнут, последний включен параллельно выходу приемника 3. При наличии импульса на выходе преобразователя 11 выход приемника 3 замыкается на корпус ключом 12, и сигнал на щ выходе приемника отсутствует. Ilo окончании импульса на выходе преобразователя 11 ключ 12 размыкается и до при« хода следующего импульса синхрониза" цйи не оказывает влияния на выходной 2S сигнал приемника 3, который беспрепятственно проходит на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки 4.

Таким образом, в данном устройстве р исключена ошибка измерения, возникающая за счет влияния толщины согласуюiulего и защитного слоев ультразвукового зонда 1, обеспечена высокая точность измерений, а также возможность непосредственного измерения внутриглазных расстояний, в результате чего .достиг" нуто повышение точности исследования.

Ультразвуковое устройство для офтальмологических исследований, содер" жащее ультразвуковой зонд, соединенный непосредственно с генератором зондирующих импульсов и через приемник с электроннолучевой трубкой, синхронизатор, который подключен к генератору зондирующих импульсов и к блоку временной развертки электроннолучевой трубки;, и генератор маркерных сигналов, соединенный с электроннолучевой трубкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследования путем устранения влияния толщины согласующего и защитного слоев зонда на результаты измерения, оно имеет генератор регулируемой задержки маркеров, включенный между синхронизатором и генератором маркерных сигналов, формирователь, включенный между синхронизатором и приемником, и цифровой измеритель, соединенный с выходом генератора маркерных сигналов.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем формирователь выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя длительности импульса и транзисторного ключа, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

7253999, кл. А 61 В 10/00, 1967.

965424

1 1!

1 !

1 б)

l )

Составитель А. Мамросенко

Редактор М. Бандура Техред g Тепер Корректор Н. Буряк

Заказ 7725/3 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4