RU1829928C - Устройство дл ультразвуковой обработки - Google Patents

Abstract

Использование: дл  обработки анатомических аномалий сфокусированным ультразвуковым пучком. Сущность изобретени : устройство дополнительно снабжено узлом дл  приведени  преобразовател  в колебательные движени  секторной развертки типа В в реальном масштабе времени, узлами автоматического переключени  преобразовател  с генератора возбуждени  на эхогра- фическое устройство в заданной последовательности. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

Description

Изобретение касаетс  обработки сфокусированным ультразвуковым пучком анатомических аномалий, в частности неглубоких структур, дл  которых фокальное п тно пучка должно быть относительно малым.

В изобретении предлагаетс  производить механически колебани  мощного преобразовател  в процессе обработки со скоростью и амплитудой колебаний, пригодных дл  образовани  эхографической развертки в реальном масштабе времени мишени, преимущественно секторной развертки типа В, в ограниченном определенном угловом секторе возбуждать указанный преобразователь волнами обработки (по меньшей мере во врем  определенных периодов развертки) и во врем  по меньшей мере части остатка развертываемого сектора возбуждать его эхографическими импульсами .

Таким образом, принима  во внимание относительно малую длительность каждого

интервала излучени  по отношению к периоду колебаний, средн   мощность будет достаточной дл  определенных видов обработки.

Областью применени  изобретени   вл етс , главным образом, обработка структур , расположенных всего в нескольких сантиметрах под кожей, например глазных структур или кровеносных сосудов. При таких применени х используют главным образом волны обработки с частотами пор дка 5-10 МГц, которые образуют необходимые фокальные п тна малого размера. Несмотр  на очень сильное поглощение этих волн ткан ми , необходима  средн   мощность остаетс  пор дка 1 кВт по причине малого рассто ни  распространени  и в св зи со значительным нагревом тканей.

В этом случае мощный преобразователь может иметь относительно малый диаметр, например пор дка 70 мм, а его приведение в колебательное движение может быть peaСО

с

оэ

hO Ю

ю

to

00

со

лизовано при помощи электрического двигател .

На фиг. 1 показано схематически устройство дл  обработки, соответствующее предпочтительному примеру выполнени  изобретени ; на фиг. 2 - соответствующие формы волн; на фиг. 3 - преобразователь в сборе.

Сферическа  чаша 1 (фиг. 1) из пьезоэлектрической керамики может совершать колебани  преимущественно вокруг оси, касательной к чаше в ее вершине S, Углова  амплитуда колебаний составл ет, например 30 - 60°. На чертеже штрихпунктирными лини ми указаны границы развертываемого плоского эктора с осью SF чаши, пунктиром показан сфокусированный пучок с фокусом F, излучаемый чашей в ее среднем положении.

Колебательное движение чаши, как известно , получают при помощи электромотора 2, управл емого от генератора развертки 3 при помощи усилител  4, Датчик углового положени  5 выдает электрический сигнал различной амплитуды, линейно завис щий от угла 9, который составл ет ось SF с ее средним опорным положением. Такой датчик может содержать, например, посто нный магнит, св занный с осью двигател  и взаимодействующий с датчиком магнитного пол ,

Сигнал, несущий информацию об угле в, поступает на два операционных усилител  6 и 7, которые, кроме того, получают два опорных сигнала о двух частных значени х угла в, например $1 и &i. Эти опорные сигналы регулируютс  при помощи соответствующих потенциометров 60 и 70.

Выходы усилителей 6 и 7, имеющие состо ние 1 при 9 $1 и в 02, соединены с входами мод схемы НЕ-И 8, котора  управл ет модул тором 9. Выход модул тора 9 подключен к входу управлени  излучател  10 через схему ИЛИ 11, на которую также поступают сигналы синхронизации от задающего генератора 12. Излучатель 10 св зан с чашей 1.

Чаша имеет, например, диаметр 70 мм и состоит из множества изолированных пьезоэлектрических элементов, образующих мозаику.

Излучатель 10 может состо ть из множества излучателей, каждый из которых возбуждает группу элементов чаши. Принима  во внимание известность этой техники, дл   сности изложени  полагают, что излучатель 10 генерирует только один сигнал, содержащий одновременно последовательности мощных волн, предназначенных дл 

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

обработки, и эхографические импульсы. Дл  этих двух видов излучени  несуща  частота преимущественно одна и та же, например 5 МГц.

Чаша служит одновременно излучающим преобразователем дл  мощных волн и дл  эхографических импульсов, при этом преобразователь дл  приема отраженного сигнала образуетс  за счет отражени  эхографических импульсов от мишени.

Полученный отражателем отраженный сигнал передаетс  на известное эхографи- ческое устройство 13 при помощи усилител  14.

На фиг. 2 а показан пилообразный сигнал , вырабатываемый генератором развертки 3. Этот сигнал имеет, например, период 1/5 с, при этом частота колебаний чаши составл ет 5 Гц.

На фиг. 2в показан сигнал на выходе усилител  6, который имеет уровень 1 при в 01, а на фиг. 2 с показан сигнал на выходе усилител  7, который равен 1 при в 02. На фиг. 2а показан сигнал на выходе схемы 8, имеющий уровень логической единицы при $1 в б, т.е. два раза в течение одного периода. В интервале между этими двум  короткими импульсами схема 11 передает на излучатель 10 импульсы задающего генератора 12, которые имеют, например, высокую частоту 5 МГц (следовательно, длительность 0,2 мкс) и частоту повторени  10 кГц. Эти величины соответствуют образованию эхографического изображени  хорошего качества при частоте развертки 5 Гц. Во врем  эхографического излучени  можно уменьшать мощность излучател  10, например , уменьша  его напр жение питани .

Во врем  длительности каждого импульса , показанного на фиг.2с1, котора  может быть, например, равна 20 мс, излучатель 10 генерирует волны обработки с высокой частотой 5 МГц.

Величины углов в и ft регулируютс  таким образом, чтобы мишень была расположена в угле облучени .

После начальной установки мишени, осуществл емой путем перемещени  в пространстве чаши, совершающей колебательное движение, до тех пор, пока не произойдет совпадение реперной линии на экране эхографического устройства (теоретическое положением его фокуса А) с эхог- рафическим образом зоны обработки, полученным, как это указано, можно приступать к регулировке и &i дл  точного визировани  мишени в обрабатываемой зоне . В случае перемещени  мишени в ходе обработки или же в случае констатации плохой фокусировки достаточно лодъюстиро- вать положение за счет малого перемещени  колеблющейс  чаши.

На фиг. 3 можно видеть, что колеблюща с  чаша 1 и мотор 2, который приводит ее в колебани , погружены в контактную жидкость , содержащуюс  в сосуде 15, передн   поверхность которого снабжена деформирующейс  мембраной 150, прозрачной дл  ультразвукового излучени . Эта мембрана имеет достаточную поверхность дл  передачи конуса эхографической развертки и приводитс  в контакт с кожей пациента.

В зависимости от глубины залегани  опухоли волны обработки могут излучатьс  в пределах каждого узкого импульса на фиг. 2d прерывистыми последовательност ми, длительность излучени  дл  каждой последовательности может измен тьс  между не- сколькими дес тками и несколькими сотн ми микросекунд. Пикова  мощность излучени , тем больша , чем короче последовательность , может достигать нескольких сотен киловатт. Использование повышенных пиковых мощностей и коротких дли- тельностей излучени  позвол ет избежать термической диффузии энергии, котора  снижает точность наводки,

В том случае, когда требуетс  повышен- на  средн   мощность обработки, можно измен ть скорость двигател  в ходе каждого цикла развертки таким образом, чтобы замедл ть развертку во врем  импульсов излучени  волн обработки,

Вместо секторной развертки можно использовать линейную развертку и дл  этой цели сообщать преобразователю линейное колебательное движение.

Claims (3)

1.Устройство дл  ультразвуковой обработки , содержащее ультразвуковой преобразователь в виде автофокусирующей чаши, соединенный с генератором возбуждени  и с эхографическим устройством, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности лечени , оно дополнительно снабжено узлами дл  приведени  преобразовател  в колебательные движени  секторной развертки типа В в реальном масштабе времени, средствами определени  времени развертки и узлами автоматического переключени  преобразовател  с генератора возбуждени  на эхографическое устройство в заданной последовательности.

2.Устройство поп. 1,отличающеес  тем, что эхографическое устройство содержит датчик углового положени , соединенный со средствами переключени , содержащими элементы сравнени  выходного сигнала с указанного датчика с двум  опорными сигналами, выходы элементов соединены с входами схемы НЕ-И, выход которой соединен с модул тором, подключенным к входу управлени  излучателем через схему ИЛИ.

3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е - е с   тем, что оно содержит один ультразвуковой преобразователь, работающий на фиксированной частоте.

фаг. f

фаЗ.З