RU184396U1 - Ультразвуковое устройство для диагностики аномалий физической плотности - Google Patents
Ультразвуковое устройство для диагностики аномалий физической плотности Download PDFInfo
- Publication number
- RU184396U1 RU184396U1 RU2018114236U RU2018114236U RU184396U1 RU 184396 U1 RU184396 U1 RU 184396U1 RU 2018114236 U RU2018114236 U RU 2018114236U RU 2018114236 U RU2018114236 U RU 2018114236U RU 184396 U1 RU184396 U1 RU 184396U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- digital
- signal
- physical density
- color indicator
- medical
- Prior art date
Links
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 5
- 208000004434 Calcinosis Diseases 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 206010007027 Calculus urinary Diseases 0.000 abstract description 3
- 230000002308 calcification Effects 0.000 abstract description 3
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 abstract description 3
- 208000008281 urolithiasis Diseases 0.000 abstract description 3
- 230000007340 echolocation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012797 qualification Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 abstract description 2
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 abstract description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 abstract 1
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 abstract 1
- 208000030062 persistent idiopathic facial pain Diseases 0.000 description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010071051 Soft tissue mass Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 210000005075 mammary gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Техническое решение относится к области медицинского приборостроения, в частности к устройствам ультразвуковой эхолокации внутренних органов, и может быть использовано в медицинской диагностике как при обследовании врачом, так и для регулярного самоконтроля пациентов с подозрениями на мочекаменную болезнь и для поиска кальцинатов в мягких тканях. Из уровня техники известно устройство для осуществления способа выявления аномалий физической плотности при акустической визуализации (заявка на изобретение РФ 2017113162). Недостатками данного технического решения являются дороговизна, трудность изготовления, трудности интерпретации результатов и высокие требования к квалификации работающего с устройством медицинского персонала. Фактически применение данного прототипа требует создания полноценного ультразвукового медицинского диагностического устройства, включающего многочисленные дорогостоящие опции, ненужные при решении частной задачи обнаружения конкрементов. В отличие от прототипа, предлагаемая полезная модель имеет узкую специализацию, за счет чего достигается дешевизна, легкость изготовления и применения. Заявляемое устройство обеспечивает возможности быстрого и правильного позиционирования ультразвукового датчика на теле, в том числе и без участия медицинского персонала. Данный технический результат обеспечивается включением в состав устройства усилителя звукового сигнала, цифроаналогового преобразователя, цветового индикатора и громкоговорителя. Использование предложенного технического решения позволяет обнаруживать камни, повторно образующиеся в почках и мочевых протоках после операции, микрокальцинаты мягких тканей и прочие объекты повышенной плотности.
Description
Полезная модель относится к области медицинского приборостроения, в частности, к устройствам ультразвуковой эхолокации внутренних органов, и может быть использована в медицинской диагностике как при обследовании врачом, так и для регулярного самоконтроля пациентов с подозрениями на мочекаменную болезнь, а также для выявления кальцинатов в мягких тканях.
Из уровня техники известно ультразвуковое устройство [1] для обнаружения аномалий физической плотности (АФП). Под АФП могут пониматься, например, микро-кальцинаты, кальцинаты, камни, возникающие при нефро-, уретролитиазе и др. заболеваниях, связанных с отложением солей, пузырьки, стенты, титановые скрепки и пр. Устройство [1] содержит одноэлементный ультразвуковой (УЗ) датчик, аналого-цифровой преобразователь, средство передачи данных в блок обработки, блок обработки, состоящий из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и процессора, и систему обмена информацией с пользователем. Недостатком данного технического решения является то, что диагностика осуществляется лишь на основе информации об амплитуде отраженного сигнала. Точность такого метода невелика, поскольку по амплитуде сигнал от АФП не всегда может быть отличим от сигнала от тканей [2]. Амплитуда сигнала не связана с физическими особенностями взаимодействия ультразвуковых полей с АФП [3].
Для увеличения достоверности обнаружения врачи научились использовать доплеровский мерцающий артефакт [2]. Однако артефакт - явление нестабильно, зависящее от внутренних алгоритмов обработки сигнала, которые у различных производителей приборов могут различаться.
Диагностический режим, предназначенный для обнаружения аномалий физической плотности при ультразвуковом допплеровском исследовании и описанный в [4], является наиболее близким к тому режиму диагностики, который реализуется заявляемым устройством. Недостатками режима, описанного в [4], являются дороговизна, трудность изготовления, трудности интерпретации результатов и высокие требования к квалификации работающего с устройством медицинского персонала. В отличие от режима, описанного в [4], режим диагностики, в котором используется предлагаемая полезная модель, характеризуется узкой специализацией, а именно, заявляемая полезная модель предназначена только для обнаружения АФП. За счет этого достигается дешевизна, легкость изготовления и применения.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание удобного в использовании устройства, обеспечивающего возможность диагностики аномалий физической плотности (АФП) при амбулаторном осмотре, а также удаленно, в том числе без непосредственного участия медицинского персонала.
Этот технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство, содержит усилитель звукового сигнала, цифро-аналоговый преобразователь, цветовой индикатор и громкоговоритель, причем цветовой индикатор непосредственно соединен с блоком цифровой обработки, громкоговоритель соединен с блоком цифровой обработки через усилитель звукового сигнала и цифро-аналоговый преобразователь, цветовой индикатор и громкоговоритель передают пользователю информацию об обнаружении аномалий физической плотности.
Устройство снабжено встроенным аккумулятором для обеспечения автономного электропитания.
Устройство содержит источник низкочастотного акустического сигнала, прикладывающийся к телу пациента, вызывающий колебания выявляемых АФП относительно окружающих тканей.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение стоимости, повышение удобства использования устройства с одновременным повышением его безопасности за счет уменьшения его габаритов по сравнению с традиционно применяемыми приборами УЗИ, обеспечения возможности быстрого и правильного позиционирования ультразвукового датчика на теле посредством снабжения устройства цветовым индикатором и громкоговорителем.
На Фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого технического решения. Устройство состоит из ультразвукового датчика 1, выходного усилителя мощности 2, формирователя зондирующего сигнала 3, входного усилителя мощности 4, аналого-цифрового преобразователя 5, цифрового процессора 6, блока расчета амплитуды сигнала 7, блока расчета мощности 8, блока расчета абсолютной величины попарной корреляции 9, блок расчета абсолютной величины корреляции действительной и мнимой частей сигнала 10, устройства сравнения с порогом и принятия решения 11, устройства ввода данных 12, экрана 13, цифро-аналогового преобразователя 14, усилителя звукового сигнала 15, громкоговорителя 16, цветового индикатора 17, системы питания со встроенным аккумулятором или внешним адаптером 18 и источника низкочастотного акустического сигнала 19.
Все элементы связаны между собой следующим образом. Ультразвуковой датчик 1 через выходной усилитель мощности 2 соединен с формирователем зондирующего сигнала 3 и через входной усилитель мощности 4 и аналого-цифровой преобразователь 5 соединен с цифровым процессором 6. В состав цифрового процессора 6 входят блок расчета амплитуды сигнала 7, блок расчета мощности 8, блок расчета абсолютной величины попарной корреляции 9, блок расчета абсолютной величины корреляции действительной и мнимой частей сигнала 10. Рассчитанные данные с этих блоков поступают на вход устройства сравнения с порогом и принятия решения 11. Для обеспечения автономным электропитанием устройство снабжено встроенным аккумулятором или внешним адаптером 18. Громкоговоритель 16 соединен с цифро-аналоговым преобразователем 14 через усилитель звукового сигнала 15. Цветовой индикатор 17 управляется цифровым процессором 6. Источник низкочастотного акустического сигнала 19 соединен с цифровым процессором 6.
Работает устройство следующим образом. Ультразвуковым датчиком 1 испускается высокочастотный зондирующий акустический сигнал в предположительное место нахождения АФП. Для облегчения поиска АФП с помощью громкоговорителя 16 воспроизводится звуковой сигнал, сообщающий об обнаружении АФП. Также при обнаружении загорается цветовой индикатор 17.
Зондирующий сигнал представляет собой пачку импульсов, формируемых в формирователе зондирующего сигнала 3 и усиливаемых выходным усилителем мощности
2. При этом импульсы характеризуются несущей частотой 
(порядка 1-10 МГц), а также частотой повторения PRF, определяемой максимальной глубиной зондирования. Так, при зондировании на глубине до 6 см частота повторения импульсов не должна превышать 12,8 кГц.
Ультразвуковой датчик на основе прямого и обратного пьезоэффектов преобразует электрический сигнал в ультразвуковой импульс и наоборот.
Принятый ультразвуковым датчиком эхо-сигнал поступает на входной усилитель мощности 4, который выполняет усиление сигнала на несущей частоте 
в полосе частот, согласованной с длительностью каждого зондирующего импульса.
После усиления, выполняемого с помощью входного усилителя мощности 4, аналого-цифровой преобразователь 5 производит преобразование сигнала из аналоговой в цифровую форму с частотой дискретизации 
, как минимум вдвое превышающей ширину спектра оцифровываемого сигнала.
Дальнейшая обработка происходит в цифровом процессоре 6. В нем производится согласованная фильтрация. Далее сигнал подвергается преобразованию Гильберта, умножается на комплексную экспоненту на частоте 
. Полученный аналитический сигнал разветвляется: по одной ветви сигнал поступает в блок 7, где рассчитываются его амплитуда, другая ветвь ведет сигнал через фильтр высоких частот в блоки 8-10, где рассчитываются мощность, абсолютная величина попарной корреляции и корреляции действительной и мнимой частей сигнала, соответственно. В устройстве сравнения с порогом и принятия решения 11 рассчитанные значения блоков 7-10 сравниваются с порогами и принимается решение об обнаружении или отсутствии сигнала АФП. В случае обнаружения подается звуковой сигнал громкоговорителя 16 и цветовой сигнал индикатора 17.
Цифровой процессор 6 обеспечивает решение следующих основных задач: цифровую обработку сигналов и анализ результатов измерений; формирование результатов обработки измерений на экране, формирование информационных сообщений по результатам обработки и интерпретации измерений; реализация интерактивного графического интерфейса пользователя.
Цифровая обработка ультразвукового сигнала сводится к выполнению следующих операций: расчет преобразования Гильберта, умножение на комплексную экспоненту, расчет амплитуды, высокочастотная фильтрация, расчет мощности и абсолютных величин коэффициентов попарной корреляции элементов ансамбля и корреляции действительной и мнимой частей сигнала, сравнение с пороговыми значениями и принятие решения.
На экране 13 выводится глубина расположения обнаруженной АФП.
Для увеличения вероятности обнаружения АФП к телу пациента прикладывается источник низкочастотного акустического сигнала 19 на частоте 
(порядка 100-2000 Гц). Этот источник вызывает колебания АФП относительно окружающих тканей.
Обнаружение АФП при помощи данного устройства служит поводом для проведения детального анализа медицинским специалистом.
Возможности автономной работы позволяют проводить исследования в различных ситуациях. Электропитание может производиться как от встроенного аккумулятора 18, так и от внешнего адаптера, используемого также для зарядки аккумулятора 18.
На Фиг. 2 представлен возможный внешний вид устройства.
Применение предлагаемого устройства позволит проводить диагностику АФП при амбулаторном осмотре, а также удаленно, в том числе без непосредственного участия медицинского персонала. В частности, это повысит эффективность регулярной диагностики молочных желез пациентками в домашних условиях, т.е. поможет заранее принять меры по предотвращению развития онкологического заболевания. При мочекаменной болезни данной устройство даст возможность обнаруживать камни, появившиеся сразу после операции, т.е. появится возможность принять меры по контролю течения болезни.
Источники информации
1. United States Patent №2014/0039311 Al. 2014, System for Classification Palpable Soft Tissue Masses Using A-mode Echographs, Dewey R., Purfey K., Jacobsen K.
2. Громов А.И., Кубова С.Ю. Ультразвуковые артефакты. М.: Видар, 2007, с. 41-55.
3. Леонов Д.В., Кульберг Н.С., Громов А.И., Морозов С.П., Ким С.Ю. Исследование причин возникновения мерцающего артефакта в доплеровских режимах ультразвукового медицинского диагностического устройства// Акустический журнал. 2018. №1. Т. 64. С. 100-111. DOI: 10.7868/S0320791918010124.
4. Кульберг Н.С., Громов А.И., Леонов, Д.В., Осипов Л.В., Усанов М.С., Морозов С.П. Диагностический режим обнаружения кальцинатов и конкрементов при ультразвуковом исследовании // РАДИОЛОГИЯ - ПРАКТИКА, 2018, №1 (67), с. 37-49.
Claims (3)
1. Ультразвуковое устройство для обнаружения аномалий физической плотности, содержащее ультразвуковой датчик, последовательно соединенный через выходной усилитель мощности с формирователем зондирующего сигнала и через входной усилитель мощности и аналого-цифровой преобразователь с цифровым процессором, соединенным с экраном и устройством ввода данных, причем блок цифровой обработки содержит блоки расчета амплитуды, мощности, абсолютных величин попарной корреляции и корреляции действительной и мнимой частей сигнала, а также устройство сравнения с пороговым значением и принятия решения об обнаружении сигнала, отличающееся тем, что оно содержит усилитель звукового сигнала, цифроаналоговый преобразователь, цветовой индикатор и громкоговоритель, причем цветовой индикатор непосредственно соединен с цифровым процессором, громкоговоритель соединен с цифровым процессором через усилитель звукового сигнала, и цифроаналоговый преобразователь, цветовой индикатор и громкоговоритель передают пользователю информацию об обнаружении аномалий физической плотности.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено встроенным аккумулятором или внешним адаптером питания.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит источник низкочастотного акустического сигнала, прикладываемый к телу пациента, вызывающий колебания аномалии физической плотности относительно окружающих тканей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018114236U RU184396U9 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Ультразвуковое устройство для диагностики аномалий физической плотности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018114236U RU184396U9 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Ультразвуковое устройство для диагностики аномалий физической плотности |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU184396U1 true RU184396U1 (ru) | 2018-10-24 |
| RU184396U9 RU184396U9 (ru) | 2018-11-21 |
Family
ID=63923196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018114236U RU184396U9 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Ультразвуковое устройство для диагностики аномалий физической плотности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU184396U9 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11317974B2 (en) | 2015-10-21 | 2022-05-03 | P Tech, Llc | Systems and methods for navigation and visualization |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100249633A1 (en) * | 2008-04-03 | 2010-09-30 | Kai Medical, Inc. | Systems and methods for determining regularity of respiration |
| US20140039311A1 (en) * | 2010-03-06 | 2014-02-06 | Russell Dewey | System for Classifying Palpable Soft Tissue Masses Using A-Mode Echographs |
| US20140249614A1 (en) * | 2009-03-06 | 2014-09-04 | The Regents Of The University Of California | Thin film vascular stent and biocompatible surface treatment |
| WO2017149526A2 (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-08 | May Patents Ltd. | A method and apparatus for cooperative usage of multiple distance meters |
-
2018
- 2018-04-18 RU RU2018114236U patent/RU184396U9/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100249633A1 (en) * | 2008-04-03 | 2010-09-30 | Kai Medical, Inc. | Systems and methods for determining regularity of respiration |
| US20140249614A1 (en) * | 2009-03-06 | 2014-09-04 | The Regents Of The University Of California | Thin film vascular stent and biocompatible surface treatment |
| US20140039311A1 (en) * | 2010-03-06 | 2014-02-06 | Russell Dewey | System for Classifying Palpable Soft Tissue Masses Using A-Mode Echographs |
| WO2017149526A2 (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-08 | May Patents Ltd. | A method and apparatus for cooperative usage of multiple distance meters |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Кульберг Н.С. "Диагностический режим обнаружения кальцинатов и конкрементов при ультразвуковом исследовании", РАДИОЛОГИЯ - ПРАКТИКА, 2018, 1(67). * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11317974B2 (en) | 2015-10-21 | 2022-05-03 | P Tech, Llc | Systems and methods for navigation and visualization |
| US11744651B2 (en) | 2015-10-21 | 2023-09-05 | P Tech, Llc | Systems and methods for navigation and visualization |
| US12096995B2 (en) | 2015-10-21 | 2024-09-24 | P Tech, Llc | Systems and methods for navigation and visualization |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU184396U9 (ru) | 2018-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4667394B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| WO2014077396A1 (ja) | 超音波診断装置及び画像処理方法 | |
| US9888856B2 (en) | Photoacoustic image generation apparatus, system and method | |
| US20200015786A1 (en) | Method for generating an enhanced image of a volume of tissue | |
| US20190117194A1 (en) | Method for Representing Tissue Stiffness | |
| EP1845856B1 (en) | Method and system for deriving a heart rate without the use of an electrocardiogram in non-3d imaging applications | |
| US7803116B2 (en) | Transcutaneous localization of arterial bleeding by two-dimensional ultrasonic imaging of tissue vibrations | |
| CN116098652B (zh) | 基于次谐波谐振频率的超声造影血液压力测量装置与方法 | |
| KR20160073168A (ko) | 초음파 진단장치 및 그에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법 | |
| CN111110275A (zh) | 血管力学性能的测量方法、装置、系统及存储介质 | |
| US20060079783A1 (en) | Method and system for deriving a fetal heart rate without the use of an electrocardiogram in non-3D imaging applications | |
| RU184396U9 (ru) | Ультразвуковое устройство для диагностики аномалий физической плотности | |
| KR20180031991A (ko) | 초음파의 도플러 효과를 이용한 cpr 피드백 장치 및 이의 제어 방법 | |
| US20230355217A1 (en) | Internal bleeding detection, assessment and monitoring devices, systems and methods | |
| JP2008104641A (ja) | 超音波診断装置、心拍同期信号生成装置及び心拍同期信号生成方法 | |
| RU211777U1 (ru) | Ультразвуковое устройство для диагностики твердых включений | |
| JP2012170512A (ja) | 超音波診断装置及び超音波診断用プログラム | |
| JP2014057631A (ja) | 超音波診断装置及び制御プログラム | |
| KR101956460B1 (ko) | 초음파 의료영상 장치를 이용한 미세석회화 조직 검출 방법 및 그 초음파 의료영상 장치 | |
| US20190000322A1 (en) | Photoacoustic probe and photoacoustic apparatus including the same | |
| RU225217U1 (ru) | Ультразвуковое устройство для диагностики кровотока | |
| JP4909132B2 (ja) | 光トモグラフィ装置 | |
| JPH08336527A (ja) | 超音波診断装置 | |
| RU98108U1 (ru) | Ультразвуковой прибор для диагностики холодовых травм | |
| Chen et al. | Using 1 MHz pulse-echo ultrasound externally applied to detect mastoid effusion: Cadaver experiments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH91 | Specification republication (utility model) | ||
| PD9K | Change of name of utility model owner |