Способ ультразвуковой доплеровской эхолокации

 

Изобретение относится к ультразвуковым доплеровским медицинским исследованиям и может использоваться в ангиологии, акушерстве и кардиологии. Способ позволяет повысить чувствительность при одновременном снижении излучаемой в тело пациента интенсивности ультразвука. Способ заключается в получении полезной информации о движении исследуемых структур с помощью синхронного детектирования, при этом возбуждение излучателя, прием эхо=сигнала датчиком осуществляется на частоте параллельного резонанса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„, 1473751 (51)4 А 61 В 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4186223/28-14 (22) 26.01.87 (46) 23.04.89, Бюл. М 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им.В.П.Вологдина (72) Б.F..Ìèõàëåâ и А.С.Химунин (53) 6 15.475 (088.8) (56) Эхотахофон ЭТК-03 "Ритм". Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1т1.790.001 TO. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДОПЛЕРОВСКОЙ ЭХОЛОКАЦИИ.. 1

Изобретение относится к ультразвуковым доплеровским медицинским исследованиям и может быть использовано в ангиологии, акушерстве и кардиологии.

Цель изобретения — повышение чувствительности при одновременном снижении интенсивности излучаемого ультразвука.

На фиг.1 представлена амплитудно частотная характеристика (АЧХ) пьезо-, преобразователя; на фиг.2 — статическая АЧХ системы излучатель — среда отражатель — среда — приемник.

Способ ультразвуковой доплеровской эхолокации движущихся биологических структур включает излучение и прием ультразвуковых колебаний, синхронное детектирование принимаемого эхосигнала с помощью опорного (излучаемого) сигнала, при этом возбуждают излучатель датчика сигналом и принимают эхосигнал с помощью пье(57) Изобретение относится к ультра звуковым доплеровским медицинским исследованиям и может испольэоватьсяв ангиологии, акушерстве и кардиологии. Способ позволяет повысить чувствительность при одновременном сниже нии излучаемой в тело пациента интенсивности ультразвука. Способ заключается в получении полезной информации о движении исследуемых структур с помощью синхронного детектирования, при этом возбуждение излучателя, прием эхосигнала датчиком осуществляется на частоте параллельного резонанса. 2 ил. зоэлемента датчика на частоте его параллельного резонанса, На фиг.1 частоте параллельного резоначса f соответствует максимум модуля импеданса,частоте последовательного резонанса f — минимум модуля импеданса.

В известных способах получения полезной информации рабочую частоту о выбирают вблизи частоты f при этом модуль импеданса излучателя (и приемника) датчика лишь незначительно превышает минимальное значение его в окрестностях частоты последовательного резонанса.

На фиг.2 частотные оспилляпии статической АЧХ соответствуют резонансам столба водоподобной среды, заключенной между взаимно параллельными поверхностями датчика и неподвижного отражателя. Периодичность частотных интервалов между экстемумам импеданса определяется рабочей частотой, 51 з 14737 скоростью ультразвука и расстоянием между датчиком и отражателем.

Частота доплеровского сдвига F=

=2vf/Ñ при постоянной скорости перемещения отражателя v, постоянном зна5 чении частоты f. и скорости С ультразвука определяет изменение модуля импеданса !7.I причем абсолютное его приращение максимально в окрестности частоты параллельного резонанса датчика.

При выполнении условия 1Е «

ИЗ . м<ик (< Z. где Z; — импеданс генератора зондирующего сигнала, коэффициент от- 15 ражения от поверхности пьезоэлемента максимален, поскольку при этом реализуется условие идеального интерферометрического режима, соответствующее максимальной чувствительности доплеровских эхолокаторов, при этом обеспечивается и максимальный динамический диапазон эхолокатора. Дополнительный прирост. чувствительности реализуется согласованием с входным импедансом усилителя в режиме холостого хода приемного пьезоэлемента датчика.

Устройство для реализации способа содержит излучающий и приемный преобразователи датчика, генератор сиг нала возбуждения, приемник,.кольцевой балансный смеситель, фильтр и индикатор.

Сцособ реализуется следующим образом, При помощи генератора возбуждают излучающий пьезоэлемент датчика на частоте паралпельного резонанса, принимают эхосигнал на частоте параллельного резонанса приемного пьезо" элемента, усиливают и подают на один из входов балансного синхронного детектора, на второй вход его подают . напряжение генератора сигнала возбуждения и с выхода синхронного детектора после фильтра нижних частот полезный сигнал подают на индикатор.

Пример. Реализация способа с помощью прибора РИТМ, в котором излучающий и приемный пьезоэлементы толщиной 1, 1 мм и диаметром 12 мм с частотами f,=1,7 МГц, f =2,0 МГц, К =1,76 МГц, заменяются на пьезоэлементы из той же пьезокерамики большей толщины 1,3 мм, при этом частоты f

=1,45 МГц, f> =1,? МГц и f, =1, 7б МГц, Чувствительность зхолокатора при этом возрастает на 3 дБ, а интенсивность излучения в тело пациента не превышает 4 мВт/см, в то время как при осуществлении известного способа интенсивность излучения достигала

20 мВт/см при выходном высокочастотТ ном напряжении 2 В ф в обоих случаях.

Формула изобретения

Способ ультразвуковой доплеровской эхолокации подвижного биологического объекта, включающий излучение ультразвукового сигнала на резонансной частоте пЬезопреобразователя, прием отраженного сигнала и синхронное детек.тирование, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при одновременном снижении интенсивности излучаемого ультразвука, излучают и .принимают излучение на частоте параллельного резонанса пьезопреобразователя. 1473751

/2/

Фиа 2

Составитель В.Аниськин

Техред Л. Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор E.Ïàïï

Заказ 1819/2 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101