SU1231450A1 - Измеритель поглощени ультразвука в биологических средах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой измерительной технике медицинского назначени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производительности измерений. Схема формировани  маркеров вырабатывает код длины исследуемой области под управлением двух реверсивных счетчиков, а также управл ет триггером, который переключает частоты зондирующих импульсов . Схема цифровых измерений производит измерени  амплитуд эхосиг- налов на двух частотах и увеличивает усиление усилител  на величину разности полученных амплитуд. Триггер переключает область измерений на глубину , заданную вторым маркером, после чего измерени  повтор ютс  на тех же частотах. Схема цифровых измерений выводит значение посто нной поглощени  на индикаторное табло. 2 ил. а (Л

Description

1 . 1

Изобретение относитс  к ультразвуковой измерительной технике медицинского назначени  и может быть использовано при медицинской диагностике и других измерени х.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производительности измерений за счет использовани  цифровой техники.

На фиг.1 изображена структурна  схема измерител  поглощени  ультразвука в биологических средах; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу схемы.

Измеритель поглощени  ультразвука в биологических средах содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, двухчастотный генератор 2, преобразователь 3, усилитель 4, коммутатор 5 и индикатор 6, второй вход которого соединен с синхронизатором 1, триггер 7, включенный между выходом синхронизатора 1 и входом коммутатора 5, выход триггера 7 соединен- с управл ющим входом двухчастотного генератора 2, выход преобразовател  3 соединен с вхоДом коммутатора 5, схему 8 формировани  маркеров и схему 9 цифровых измерений, первый вход схемы 8 формировани  маркеров соединен с выходом синхронизатора 1, а второй - с первым выходом схемы 9 цифровых измерений, первый выход схемы 8 формировани  маркеров соединен С первым входом схем1з 9 цифровых измерений , второй выход - с вторым входом схемы 9 цифровых измерений, третий выход - с входом индикатора 6, второй выход схемы 9 цифровых измерений соединен с управл ющим входом усилител  4, третий вход - с выходом триггера 7, а четвертый вход - с выходом коммутатора 5, схема 8 формиро вани  маркеров выполнена в виде последовательно соединенных счетчика 10 схемы 11 сравнени  и схемы ИЛИ 12, двух управл емых вручную реверсивных счетчиков 13 и 14, выходы которых со единены с входами схемы 11 сравнени  второго коммутатора 15, входы которо го соединены с выходами схемы сравне ни , вычитател  16, соединенного с выходами реверсивных счетчиков 13 и 14, вход счетчика 10 образует первый вход схемы 8 формировани  маркеров, вход второго коммутатора 15 - второй вход, выход вычитател  16 -первый вы ход, выход второго коммутатора 15

314502

второй выход, а выход схемы ИЛИ 12 - третий выход, схема 9 цифровых измерений выполнена в виде последовательно соединенных аналого-цифрового пре5 образовател  17, двух параллельно включенных регистров 18 и 19, схемы 20 ззычитани , схемы 21 делени , схемы 22 умножени  и индикаторного табло 23, последовательно соединенных второго

10 триггера 24, третьего регистра 25 и цифроаналогового преобразовател  26, селектора 27, первый вход которого соединен с входом второго триггера 24, второй вход - с входом аналого15 цифрового преобразовател  17, выходы - с входами первого 18 и второго 19 регистров, вход третьего регистра 25 соединен с выходом схемы 20 вычитани , выход второго триггера 24 соеди20 нен с входом индикаторного табло,

второй вход схемы 21 делени  образует первый вход схемы 9 цифровых из лере- . НИИ, второй вход селектора 27 - второй вход, первый вход селектора 27 - тре25 тий вход, вход аналого-цифрового преобразовател  1 7 - четвертый вход, выход второго триггера 24 - первый выход , выход цифроаналогового преобразовател  26 - второй выход схемы 9

30 цифровых измерений. Позици ми 28-35 обозначены сигналы диаграммы работы на фиг.2,

Работа измерител  поглощени  ультразвука в биологических средах основана на формировании эхограмм биологических сред методом эхоимпульс- ной локации поочередно на двух частотах и сравнении амплитуд эхосигнапов этих эхограмм, полученных в соответствии с целеуказанием оператора от границ исследуемого участка среды согласно выражению

B, BaCAi- А.) . .

- -irrf f У-

45 ,

где 06 - посто нна  поглощени ;

f, - частота 1-го зондирующего

сигнала; частота 2-го зондирующего

сигнала, причем f 2 ™

1-17- - I I , ,

- толщина исследуемого участка среды;

А,- амплитуда эхосигнала от начальной границы исследуемого участка среды на частоте f, ;

амплитуда эхо-сигнала от начальной границы исследу35

40

50

55

и В, емого участка среды на частоте fj ;

амплитуды зхосигналов от конечной границы на частотах f и f2 соответственно. Измеритель поглощени  ультразвука

в биологических средах работает следуницим образом.

10

20

25

30

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы 28, запускающие схему 8 формировани  маркеров, котора  выра- батыщает такт овые импульсы 29 и формирует сигналы маркерных меток, перемещаемых по времени при помощи сигналов , с реверсивных счетчиков 13 и 14. Схема 16 вычитани  вырабатывает код, соответствующий рассто нию между маркерными метками, который поступает на первый вход схемы 21 делени . Счетчик 10 формирует тактовые импульсы 29 в момент переполнени , определ   аксимальную глубину зондировани . Тек5пцее содержание счетчика 10 соответствует моменту времени зондировани . Содержимое реверсивных счетчиков 13 и 14, управл емых .сигналами с пульта управлени , определ ет граицы исследуемого участка маркерными етками 32 и 33. Сигналы 32 и 33, объедин емые схемой ИЛИ, поступают на индикатор 6, на котором высвечиватс  как точки повышенной  ркости. Эти же сигналы через коммутатор 15 поступают на вхдд АЦП 17 и селектора 27. Синхронно с формированием так-35 тового импульса 29 генератор 2 подает зондирующий импульс с частотой f| на преобразователь 3. Эхосигналы 30 преобразуютс  в электрические и пос Тупают через усилитель 4 и коммута- тор 5 на индикатор 6 и вход АЦП 17.

Работа измерител  поглощени  ультразвука осуществл етс  в четыре такта.

При первом такте зондирование ды выполн етс  на частоте f/ . При этом на выходе триггера 7 формируетс  сигнал 31, равный логическому нулю , который управл ет генератором 2, включа  ультразвуковой преобразова- 50 тель 3, работающий на частоте f , коммутатором 5, который блокирует усилитель 4, пропуска  эхосигналы на вход АЦП 17. Сигнал 31 поступает так- се на входы триггера 24 и селектора 55

27. На выходе триггера 24 устанавлива- тс  сигнал 34, равный логическому улю, при котором через коммутатор

5

15 на селектор 27 поступает строб- импульс 35, соответствующий местоположению первого маркера. Цифровой код амплитуды эхосигнала, соответствующего местоположению первого маркера и полученного на частоте зондировани  f , заноси тс  под управлени19 .

ем селектора /7 в регистр

При повторном зондировании (такт 2) происходит аналогична  процедура , только сигнал 31 на выходе триггера 7 имеет значение логической единицы, при котором преобразователь 3 зондирует среду на ультразвуковой частоте f , блокирование коммутатором 5 усилител  прекращаетс , эхосигнал через усилитель 4 поступает на вход АЦП 17. Селектор -27 при этом пропускает занесение кода амплитуды эхосигнала , полученного от того же отража

тел  на частоте зондировани  f в реги.стр 18. Содержимое регистров 18 и 19 сравниваетс  вычитателем 20, и разностный сигнал через регистр 25 и ЦАП 26 поступает на управл ющий вход усилител  4. В соответствии с управл ющим сигналом усиление усилител  4 эхосигналов увеличиваетс  на величину (А,- А) (см.формулу 1) разности амплитуд эхосигналов, прин тых от начальной границы исследуемого участка среды при частотах зондировани  f J и f 2 .

Во врем  следующих двух тактов зондирование среды производитс  оп ть на частотах f, и измеритель работает аналогично, с той разницей, что схема 8 формировани  маркеров под управлением сигнала 32 формирует строб- импульсы 31, обеспечивающие запись в регистры 18 и 19 поочередно эхосигналов В ( и В,

полученных согласно целеуказанию второго маркера, от задней границы исследуемого участка среды при частотах зондировани  f и f2. Так как коэффициент усилени  усилител  4 увеличилс  на ( А,) , то в регистр 18 в четвертом такте работы схемы окажетс  занесен код величины Bj,+ ВгСА,- Ag). Разность В,-(В + В-(А,- А) с вычитател  20 поступает на делитель 21, на другом входе которого находитс  код, соответствующий базе измерений f, т.е. рассто нию между маркер ами 32 и 33. Умножитель 22 производит умножение получен1 ного кода на константу --y-Tn lpSiT и

s

на

1

индикаторное таовыдает результат ло 23. Занесение полученного значени  посто нной затухани  сУ. производитс  задним фронтом импульса 34 с триггера 24,

Введение в измеритель затухани  ультразвука в биологических средах схемы формировани  маркеров и схемы цифровых измерений позвол ет автоматизировать процесс измерений , тем самым исключа  субъективные ошибки. Поэтому увеличиваетс  производительность и точность измерений.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измеритель поглощени  ультразвука в биологических средах, содержащий, последовательно соединенные синхронизатор , двухчастотный генератор, преоб- 2р диненных аналого-цифрового преобразовател , двух параллельно вктпоченных регистров, схемы вычитани , схемы делени , схемы умножени  и индикаторного табло, последовательно соединен25 ных второго триггера, третьего регистра и цйфроаналогового преобразовател , селектора, первый вход которого соединен с входом второго триггера, второй вход - с входом аналого-цифро30 вого преобоазовател , выходы - с входами первого и второго регистров, вход Tpe fbero регистра соединен с выходом схемы вычитани , выход второго триггера соединен с входом индикаторного табло, второй вход схемы делени  образует первый вход схемы цифровых измерений, второй вход селектора - второй вход, первый вход селектора - третий вход, вход аналого-цифрового

   Q преобразовател  - четвертый вход, выход второго триггера - первый выход, выход цифроаналогового преобразовател  - второй выход схемы цифровых измерений .

   разователь, усилитель, коммутатор и индикатор, второй вход которого соединен с синхронизатором, триггер, вклю ченный между выходом синхронизатора и i входом коммутатора, выход триггера соединен с управл ющим входом двухчастот- ного генератора, выход преобразовател  соединен с входом коммутатора, отличающийс  тем, что, с це- лью повышени  точности и производительности , он снабжен схемой формировани  маркеров и схемой цифровых измерений , первый вход схемы формировани  маркеров соединен с выходом синхронизатора , а второй - с первым выходом схемы цифровых измерений, первый выход схемы формировани  маркеров соединен с первым входом схемы цифровых измерений, второй выход - с вторым входом схемы цифровых измерений , третий выход - с входом индикатора , второй выход схемы цифровых измерений соединен с управл ющим входом усилител , третий вход - с выходом

   35

   1231450

   триггера, а четвертый вход - с выходом коммутатора, схема формировани  маркеров выполнена в виде последовательно соединенных счетчика, схемы

   5 сравнени  и схемы ИЛИ, двух управл емых вручную реверсивных счетчиков, выходы которых соединены с входами схемы сравнени , второго коммутатора входы которого соединены с выходами

   10 схемы сравнени , вычитател , соединенного с выходами реверсивных счетчиков , вход счетчика образует первый вход схемы формировани  маркеров, вход второго коммутатора. - второй

   15 вход, выход вычитател  - первый вы- тход, выход второго коммутатора - второй выход, а выход схемы ИЛИ - третий выход, схема цифровых измерений выполнена в виде последовательно соеI 36

   19

   го

   V

   Fti

   ft

   . Составитель А.Олохтонов Редактор Н.Слобод ник Техред И.Гайдош Корректор С.Шекмар

   Заказ 2559/49Тираж 778Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул,Проектна , 4

   т Т