SU441924A1 - Устройство дл исследовани движени внутренних органов человека - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к медицинской технике и предназначено дл  получени  информации о движении внутренних органов человека , в частности о скорости движени  мышцы и клапанов сердца.

Известно устройство дл  этой цели, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, пьезопреобразователь, синхронизатор, стробируемый усилитель, фазовый дискриминатор, фильтр низких частот, индикатор и систему обработки сигнала. Однако оно не позвол ет получать спектр скоростей лоцируемых участков структурного элемента внутреннего органа и зарегистрировать изменени  спектра скоростей по времени, т. е. не дает возможности получить текущий спектр скоростей.

Целью изобретени   вл етс  измерение текущего спектра скоростей лоцируемых от времени структурных элементов внутренних органов человека.

Дл  этого схема обработки сигнала в предлагаемом устройстве выполнена в виде последовательно соединенных между собой системы записи оптических фотограмм и схемы оптикомодул ционного спектрального анализа, причем вход системы записи оптических фотограмм соединен с выходом фильтра низких частот.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема оптикомодул ционного спектрального анализа. Устройство содержит систему формировани 

и излучени  ультразвуковых импульсных сигналов . В нее вход т генератор 1 электрических колебаний; модул тор 2, вырабатывающий импульсное модулирующее напр жение; выходной каскад 3, осуществл ющий импульсную

модул цию электрических колебаний; генератор 4 ультразвуковых колебаний; приемник отраженных импульсных сигналов, состо щий из пьезоэлектрического преобразовател  5, принимающего отраженные импульсные ультразвуковые сигналы и преобразующего их в электрические, стробируемого усилител  6 высокой частоты, генератора 7 строба, вырабатывающего задержанный относительно излучаемого импульс, необходимый дл  отпирани 

усилител  высокой частоты и фазового дискриминатора 8; синхрогенератор 9, обеспечивающий синхронизацию передающей и приемной частей устройства; индикатор 10, позвол ющий контролировать стробируемые сигналы , фильтр 11 низких частот, система 12 обработки сигнала, выполненна  в виде последовательно соединенных между собой системы 13 записи оптических фотограмм и схемы 14 оптико-модул ционного спектрального анализа.

Устройство работает следующим образом.

Генератором 1 вырабатываютс  непрерывные электрические колебани . Эти колебани  подаютс  в модул тор 2, где осуществл етс  их импульсна  модул ци . Импульсное модулирующее напр жение подаетс  в выходной каскад 3. Высокочастотные импульсы с выходного каскада подаютс  на пьезоэлектрический преобразователь 5, где они преобразуютс  в импульсные ультразвуковые колебани  и излучаютс  в среду, где находитс  исследуемый объект. Вследствие движени  объекта отраженный сигнал, приход щий на пьезоэлектрический преобразователь, будет иметь частоту, отличающуюс  от частоты последних колебаний в соответствии с эффектом Допплера.

Ультразвуковые колебани , прин тые пьезоэлектрическим преобразователем 5, преобразуютс  им в электрические, последние подаютс  на вход стробируемого избирательного усилител  6 высокой частоты, имеющего полосу пропускани , согласованную со спектром принимаемых сигналов. Через стробируемый усилитель проход т только импульсы, отраженные от структурного элемента внутреннего органа, интересующего оператора. Эта выборка осуществл етс  с помощью строб-импульса, который открывает на короткое врем  усилитель 6. Строб-импульс поступает с генератора 7 строба. Синхронизаци  работы генератора строба и модул тора 2 осуществл етс  синхрогенератором 9. Сигнал с выхода стробируемого усилител  поступает на фазовый дискриминатор 8, на который опорное напр жение подаетс  с генератора 1.

На выходе фазового дискриминатора получаютс  импульсные сигналы, последовательно модулированные по амплитуде, причем частота их огибающей соответствует допплеровскому смещению частоты отраженных сигналов.

Поиск сигналов, отраженных от подвижного структурного элемента внутреннего органа, интересующего оператора, производитс  с помощью индикатора 10, в качестве которого используетс  осциллограф. Синхронизаци  горизонтальной развертки осуществл етс  импульсом синхрогенератора 9, а на вход усилител  вертикального отклонени  луча осциллографа подаетс  пульсирующий сигнал с выхода фазового дискриминатора 8.

Сигнал, снимаемый с фазового дискриминатора 8, представл ет собой последовательно модулированные по амплитуде импульсы. Спектральные составл ющие, обусловленные допплеровским смещением частоты отраженного сигнала и наход щиес  в низкочастотной области спектра, выдел ютс  с помощью фильтра 11 низких частот.

Сигнал, снимаемый с фильтра 11 низких частот, усиливаетс  и регистрируетс  на кинопленке в виде оптической фонограммы системой 13 записи. Оптическа  фонограмма анализируетс  с помощью схемы 14 оптикомодул ционного спектрального анализа.

Лампой накаливани  15, помещенной в фокусе линзы 16, подаетс  однородный параллельный пучок света. Световой однородный поток проходит через исследуемую запись 17, световой модул тор 18, линзой 19 собираетс  на катоде фотоэлемента 10. Устройство модул тора таково, что волновое число (частота) и фаза пространственной синусоидальной структуры быстро измен ютс  по заданному закону. В данном случае модул тор представл ет собой две плоские решетки одинакового

периода, сто щие друг за другом в плоскост х , перпендикул рных направлению светового потока. Частота модул ции пропорциональна синусу угла между штрихами решеток, фаза зависит от смещени  одной из решеток в

направлении, перпендикул рном штрихам решетки.

Дл  возможности быстрого получени  и регистрации результатов анализа сигнал с выхода фотоэлемента 20 через полосовой усилитель

21 и усилитель мощности 22 подаетс  на неоновую ла.мпу 23 фоторегистратора. Свет ща с  точка лампы 23 линзой 24 проецируетс  на фотоблок, расположенный на поверхности барабана 25. Вращение барабана жестко св зано с вращением решеток светового модул тора 18 механизмом 26, который действует от электродвигател  27. Питание блока анализа осуществл етс  от сети переменного тока с помощью блока питани  28. Спектр допплеровских сигналов в данном случае эквивалентен спектру скоростей, поэтому изменение допплеровских спектральных составл ющих во времени отражают изменение скорости движени  лоцируемого элемента сердца.

Предмет изобретени 

Устройство дл  исследовани  движени  внутренних органов человека, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, преобразователь , синхронизатор, стробируемый усилитель , фазовый дискриминатор, фильтр низких

частот, индикатор и систему обработки сигнала , отличающеес  тем, что, с целью измерени  текущего спектра скоростей лоцируемых от времени структурных элементов внутренних органов человека, система обработки сигнала выполнена в виде последовательно соединенных между собой системы записи оптических фотограмм и схемы оптикомодул ционного спектрального анализа, Причем вход системы записи оптических фотограмм

соединен с выходом фильтра низких частот.