Устройство для обучения ультразвуковой диагностике акустических колебаний

 

Устройство для обучения ультразвуковой диагностике колебания. Сущность изобретения: устройство содержит: сильфон 1, соединительную трубку 2, резонатор 3, микрометрический винт 4, привод 5, муфту 6, источник света 8, микроскоп 9, микрокапилляр 12. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для обучения диагностики акустических сигналов.

Известно устройство для обучения ультразвуковой диагностике акустических колебаний, содержащее резонатор, блок задания частот ультразвуковых колебаний, блок изменения резонансной частоты колебаний и индикатор (1).

Недостатком известного устройства является невысокая эффективность обучения.

Целью изобретения является повышение эффективности обучения.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 чувствительный орган резонатора в отсутствии резонанса (а) и при резонансе (б).

Устройство содержит металлический сильфон 1, запаянный с одной стороны наглухо, а с другой стороны имеющий на торце отверстие, через которое его полость посредством гибкой соединительной трубки 2 пневматически связана с полостью микрокапилляра сферического регулируемого резонатора 3, установленного в зоне наблюдения оператором за проведением поверхности сферы резонатора 3. Устройство также содержит микрометрический винт 4, со шкалой, контролирующий объем сильфона 1 смещением одной из его стенок, привод 5, связанный посредством муфты 6 (например, обрезка резинового шланга) с винтом 4 и непрерывно изменяющий объемы сильфона 1 и резонатора 3, что позволяет регистрировать весь спектр частот исследуемого объекта, например, за 30 с и непрерывно. Точную настройку на выбранный пик частоты осуществляют винтом 4 при отключенной муфте 6 или вместе с ней при отключенном приводе 5 от сети. Все элементы устройства установлены на основании 7.

Оптическая система наблюдения, представляющая собой индикатор, состоит из источника света 8, микроскопа с объективом 9 и корпусом 10, на котором крепится резонатор 3, и с увеличением 100-400 крат.

Сильфон 1 с трубкой 2 представляют собой блок измерения резонансной частоты колебаний, винт 4, привод 5 и муфта 6 блок задания частоты ультразвуковых колебаний, а резонатор 3 регистратор. Регистратор и индикатор являются по существу акустооптическим преобразователем сигналов, излучаемых объектом 11 исследования.

Резонатор 3 выполнен тонкостенным из двухслойной липидной мембраны. Толщина стенки резонатора 3-10 нМ, диаметр 1-80 мкм. При изменении давления внутри резонатора 3 сильфоном 1 он изменяет свои объем и форму. Изменяя объем резонатора 3 перемещением винта 4, через оптическую систему следят за характером движения поверхности его сферы. При определенном объеме резонатора 3 на поверхности его сферы наблюдают образование контраста, более интенсивное размещение элементов мембраны. Наибольшие изменения наблюдают при совпадении длины волны звука объекта 11 с соответствующими размерами сферы резонатора 3. Для калибровки резонатора 3 при исследовании спектра ультразвука используют градуировочную характеристику, построенную с помощью источников ультразвука известных частот излучения, например, эхо-энцефалографа "ЭХО/12" с рабочими частотами 0,88 и 1,76 МГц.

Оценку чувствительности устройства производят с помощью соответствующей установки с рабочей частотой 880 кГц и регулируемой мощностью, подводимой на излучатель с учетом перехода ультразвука через границу раздела сред с различным акустическим сопротивлением. При этом получено значение 10^-5 Вт/см². Устройство регистрирует ультразвук с частотами 16-5000 кГц. Границы регулируемых частот определяются удобством наблюдения за поверхностью сферы резонатора 3 через оптическую систему микроскопа.

Резонатор 3 (фиг. 2) образован натяжением планки в отверстии микрокапилляра 12 при уменьшении внутреннего объема сильфона 1 в виде сферы, имеющей центр 13 и темную кайму 14 пара (пузыря), раздуваемого воздухом сильфона 1 при вращении винта 4 вручную или от привода 5.

Устройство функционирует следующим образом.

Перед началом тренажа на конец микрокапилляра 12 наносят раствор, например, мыльный из расчета одна часть детского мыла на десять частей воды, удаляют избыток раствора и устанавливают винт 4 на "нуль". Затем, вращая винт 4, наблюдают за изменениями пленки на конце микрокапилляра 12 через оптическую систему устройства. Наблюдение можно производить в светлом и темном полях. Вид на шар резонатора 3 в светлом поле и в отсутствии резонанса приведен на фиг. 2а, при резонансе на фиг. 2б. Наблюдатель фиксирует соотношение освещенности в центре 13 и вне его, ширину темной каймы 14 по краю шара. При отсутствии резонанса освещенность в центре 13 совпадает с освещенностью вне его, причем кайма 14 не выражена (фиг. 2а). При резонансе освещенность в центре 13 снижается и появляется темная кайма 14 шириной до 5 мкм. Центр 13 выглядит темным пятном на светлом фоне (фиг. 2б).

После этого предварительно просматривают весь спектр частот, отмечая значения винта 4, при которых возникает резонанс, после чего более точно определяют значения частот при различных взаимных расположениях объекта 11 относительно резонатора 3 на расстоянии 3-5 см.

По полученным значениям размеров и состояний поверхности шара строят спектр колебаний с использованием экспериментальной градуировочной кривой, который отражает функциональное состояние тканей объекта 11, расположенных перед резонатором 3. По положению пиков в спектре и их интенсивности судят об общем функциональном состоянии тканей и клеток в живом организме, развивая профессиональные навыки обучаемого по их диагностике. Для топографических исследований настраивают резонатор 3 на частоту, характерную для выбранного органа или ткани, перемещая их относительно друг друга. По исчезновению пика судят о границах исследуемого участка с локальностью по поверхности до 1 см и с глубины до 10 см.

Использование изобретения повышает эффективность обучения.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКЕ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащее резонатор, блок задания частоты ультразвуковых колебаний, блок изменения резонансной частоты колебаний и индикатор, отличающееся тем, что оно снабжено источником света, блок задания частоты ультразвуковых колебаний выполнен в виде сильфона, резонатор в виде сферического микрокапилляра, расположенного между источником света и оптической системой индикатора, блок изменения резонансной частоты колебаний выполнен в виде последовательно расположенных и соединенных привода с муфтой и микрометрического винта с градуировкой, при этом сферический микрокапилляр трубопроводом через сильфон связан с микрометрическим винтом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2