SU764656A1 - Устройство дл изучени сердечной де тельности с помощью эффекта допплера - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области медицинской техники, в частности к ультразвуковым диагностическим устройствам , и может быть использовано в практической медицине дл  определени  :жизнеспособности организма, в. тер минальных состо ни х, путем индикации механической функции сердечно-сосудистой системы в полевых, клинических и экспериментальных услови х, В тер11мнальных состо ни х, возникающих в результате серьезных травм, болевого или психического шока, когда отсутствуют пульс, вида1мые призна ки дахани  и резко падает арт.ерпальвое давление, не происходит полногй йаполнени  кровью кровеносных сосудов и резко возрастает период ных -сокращений, доход  до;единичных сокргвдений в минуту или несксшькЪ мй нут, пациент фактически находитс  на грани клинической смерти, Известны1устройстЬа дл  изучени  сердечной де тельности с помсхдью эффекта Допплера, содержащие генератор ультразвуковых колебаний, электроаку тический преобразователь, приемник, амплитудный детек гор, усилитель низкой частоты, фильтры и. блок обработки допплеровских частот, кото1Ж е Пбз вол ют регистрировать механическую .. функцию элементов клапанно-млшечного . аппарата сердца с целью ультразвуковой диагностики состо ни  и заболеваний сердца и сердечно-сос.удистой системн в норме и патологии I}. Известно также устройство дл  изучени  сердечной де тельности с помощью эффектаДопгшера - эхотахо- , кар,циограф, позвол ющее регистрировать механическую функцию сердца, со- . держащее генератор ультразвуковых: колебаний , пьезоэлектрический датчик с передающим и приемным преобразовател ми , приеьадик ультразвуковых колебаний с избирательной системой, кольцевой балансный смеситель, усилитель низкой частоты, блок обработки доппле ровских частот, бинауралЪное и.индика торное устройства 2, Использование в этом устройстве кольцевого баланс:ного смесител  благодар  его компенсационным свойствам и подавлению несущих сигнала и гетеродина на выходе позвол ет выделить из отражённого сигнала допплеровские , частоты как низкого, так и инфранизкого диапазонов с амплитудой,превышающей уровень собственных шумов устройства ,: Однако при терминальных состо ни  дальнейшую обработку допплеровских частот инфраниэкого диапазона это устройство Не обеспечивает из-за-того , что нагрузкой кольцевого балансного смесител  служат усилитель низкой Частоты и фильтЕ«, не обеспечивающие усилени  и индикации частот ниже 20 Гц, т.е.при дкорост х движени  ниже 0,5 см/с получение информации с помощью эхотахокардиографа невозможно . Таким образом, и известное устройство также не обеспечивает определени  механической функции сердечHD-сосудистой системл при малых пе-, ремещени х ее элементов и непригодно дл  регистрации или индикации медлен ных механических движений. Целью изобретени   вл етс  определение механической функции миокарда в терминальных состо ни х , Это достигаетс  тем, что устррй ство дл  изучени  сердечной де тель. ности с помощью эффекта Допплера, со держащее генератор ультразвуковых колебаний, пьезоэлектрический датчик с передающим и приемным преобразовател ми , приемник ультразвуковых колебаний с избирательной системой, кольцевой балансный смеситель, блок обработки допплеровских частот, индикаторное и бинауральное устройства , имеет усилитель посто нного тока , интегратор, пороговую схему, а такЖе ключевое устройство. Выход кольцевого балансного смесител  соединен со входом усилител  посто нного тока, к выходу которого подключены блок обработки допплеровских1частот и последовательно соединенные ийтегратс, порогова  схема и ключевое устройство, а вход индикаторного устройства соединен с выходом ключевого устройства. Механическа  функци  миокарда в терминальных состо ни х определ етс  наличиемусилител  посто нного тока, двухкайальной системой обработ си допплеровского спектра частот и наличием светодиодного индикатсчра, включенного на выходе ключевого устройства . На чертеже приведена функцисэнаЛьна  схема :устройства дл  изучени  сердечной де тельности с помощью эффекта Допплера. Устройство содержит пьёзоэлектрический датчик 1, последовательно сое диненный с приемником 2 ультраэвуко-вых колебаний с избирательной системой и кольцевым байанснымсмёШтёлёй 3, при этом пьезоэлектрическийдй :чик и кольцевой балансный смеситель соединены с генератором 4 ультразвуковых колебаний, блок 5 обработки до плеровских частот, бинауральное устройство б, а также послёдоватйпьно соединенные индикаторное устройство 7, усилитель посто нного тока 8, интегратор 9, пороговую схему 10 и ключевое устройство 11. Сигнальный вход кольцевого балансного смесител  3 соединен с приемником 2 ультразвуковых колебаний, гетеродинный вход - с генератором 4 ультразвуковых колебаний, а выход нагружен на вход усилител  8 посто нного тока..Индикаторное устройство 7 включено на выход ключевого устройства 11, вход которого через пороговую схему 10 и интегратор 9 подключаетс  к выходу усилител  посто нного тока 8. Устройство работает следующимобразом . Электрические колебани  частоты. 2640 кГц с выхода генератора 4 ультразвуковых колебаний поступают на передающий преобразоват ель датчика 1, преобразующий электрическую энергию в акустическую. Акустический сигнал, попада  на движущийс  элемент сердечно-сосудистой системы, отражаетс  от него прсмодулированным гго фазе и частоте и принимаетс  приемным преобразователем датчика 1., где в результате пьезоэффекта превращаетс  в электрический сигнал, отличающийс  от излученного по частоте на величину, пропорциональную скорости движени  лоцируемого объекта. Этот отраже нный сигнал усиливаетс  приемником 2 ультра-. звуковых колебаний и в кольцевом балансном смесителе 3 смешиваетс  с сигналом частоты 2640 кГц генератора 4 ультразвуковых колебаний.., в результате чего на выходе смесител  3 выдел ютс  сигналы допплеровских частот пропорциональные скорости движени  лоцируемого об:ьекта. Выдел емое напр жение допплеровских . частот усиливаетс  усилителем 8 посто нного тока с большим входным сопротивлением и блоком 5 обработки допплеровских частот преобразуетс  в напр жени , пригодные дл  регистрации бинауральным устройством 6. Кроме того, напр1 жение с выхода усилител  8 посто нного тока поступает на вход интеграто15а 9, КОТОЕЯЛЙ из всего спектра допплеровских частот выдел ет частоты О,.1-15 Гц. К выходу интегратора 9 подключен вход пороговой схемы 10, на выходе которой напр жение обратно.пропорционально частоте и близко к нулю на частотах выше 20 :Гц, Вход ключевого устройства 11, нагрузкой которого  вл етс  индикаторное устройство 7, имек цее светодиодный индикатор, подключен к выходу пороговой 10. При н1апи шй н;ё1 выходе усилител  8 посто нного Тбка допплеровских частот в-диапазоне 0,05-3000 Гц, т.е. при изучении сёрдечной где тельности заведомо жизнеспособного организма, обработка этих частотведетс  по

двум каналам: в блоке 5 обработки допплеровских частот и в последовательно соединенных интеграторе 9, пороговой схеме 10 k ключевом устройстве 11.

При этом интегратор .9 выдел етj

спектр инфранизких частот 0,05-15 Гц л и .на выходе пороговой схема 10 имеетс  сигнал выше нулевого уровн , стрем шийс  запереть вход ключевого устройства 11. Режим работы ключевого устройства 11 и индикаторного устрой- ства 7 выбран так, что при отсутствии допплеровского сигнала на входе усилител-  8 посто нного тока, а также при наличии; в спектре частот 203000 Гц светодиодный индикатор будет 15 гореть непрерывно.

Таким образом-, при обследовании заведомо жизнеспособного организма в результате наличи  нормальноймеханической функции его сердечно-со-; 20

судистой системы (спектр допплеровских частот 0,05-3000 Гц) световой индикатор не реагирует на изменение частот спектра и обследовани  производ т с помощью бинаурального устрой- 25 ства 6, которое воспроизводит допплеровские звуковые феномены в диапазоне 20-3000 Гц.

При наличии единичных сокращений мышцы сердца ( сокращений с мину-

ту или несколько минут) скорость дви-

жени  ее составл ет 0,02-0,2 см/сек, что при частоте ультразвуковых колебаний генератора 4 2640 кГц обеспечивает сдвиг частоты 0,07-7.. Гц.Маточные сокращени  имеют еще больший 35 период (единицы и дес тки минут ), однако благодар  большим амплитудам перемещений 1«шцы матки (3-4 см), допплеровский сдвиг частоты также находитс  в пределах 0,05-10Гц. 40

Пульсова  волна сосуда в результате образовани  тромб.а (закупорки) или разрыва в месте нарушени  и вблизи его имеет скорость, близку 0 к нулю котора  резко отличаетс  от скорости ., пульс.овой волны невдалеке от места поражени . При регистрации инфразв(укового спектра частот устройство работает следующим образом.

С выхода усилител  8 посто нного тока инфразвуковые частоты, поступа  на вход блока обработки допплеровских частот 5, из-за использовани  усилителей низкой частоты и.55 фильтров с полосой пропускани  20400 Гц и 150 0-3000 Гц пе усиливаютс , В то же врем  эти частоты поступают на вход интегратора 9 и проход 

через пороговую схему 10, создают на выходе ключевого устройства 11 напр жение, которое запирает его и светодиодный индикатор гаснет. Посто нна  времени интегратора 9.и индикаторного устройства 7 выбран так, что-  ркость свечени  светодиода измен етс  в тежт с изменением частоты инфразвукового сигнала. Кроме того, благодар  двухканальности обработки допплеровских частот и включению индкаторного устройства 7 на выходе ключевого устройства 11 обеспечиваетс  индикаци  пульса за йчет уменьшени  .до нул  амплитуды отраженного сигнала при изменении направлени  движени  объекта локации.

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства дл  изучени  сердечной де тельности с пЪмоц Ю эффекта Допплера по сравнению с известным заключаетс -в определении механической функции миокарда в терминальных состо ни х.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

306833, кл. А 6i В 5/02, 1976,

2.Авторское свидетельство СССР 560593, кл. А 61 В 5/02, 1977.