Устройство для ультразвуковой диагностики внутренних структур объекта Советский патент 1984 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к технике образования посредством ультразвука изображения внутренних частей непрозрачных объектов, и может быть использовано для ультразву кового контроля ткани живого челове ка и структуры твердого тела. По основному патенту № 860717 известно устройство для ультразвуковой диагностики внутренних структур объекта, содержащее корпус, в который вмонтированы преобразовател и акустический фокусирующий узел, система изменения угловой ориентации ультразвукового луча относитель но оси акустического фокусирующего узла и блок приема обработки информации, соединенный с ЭЛТ f) Однако известное устройство не позволяет получать объемное изображ ние исследуемого объекта. Целью изобретения является получение трехмерного изображения иссле дуемой структуры. Эта цель достигается тем, что в устройстве содержащем корпус, в кот рый вмонтированы преобразователь и акустический фокусирующий узел, сис тему для изменения угловой ориентации ультразвукового луча относительно оси акустического фокусирующего узла, блок приема и обработки информации выполнены в виде двух генераторов ступенчатой развертки, выходы которых через суммирующие оп рационные усилители соединены с соо ветствующими входами ЭЛТ и соединен ной с суммирующими операционными ус лителями цепи генерирования сигнала наклона, состоящей из последователь но соединенных линий задержки и стр бирующего устройства, которое соеди нено с входом регулировки яркости ЭЛТ. Йа фиг. 1 представлено устройств дЛя ультразвуковой диагностики, общий вид; На фиг. 2 и 3 - различные варианты выполнения блока приема и обработки информации, Устройство для ультразвуковой диагностики состоит из корпуса 1, в который вмонтированы преобразователь 2 и акустический фокусирующий узел 3, системы 4 изменения угловой ориентации ультразвукового луча относительно оси акустического фокуси рующего узла 3, блока 5 приема и обработки информации, соединенного С ЭЛТ 6,- и .блока 7 управления. Блок 5 приема и обработки информации содержит два генератора 8 и 9 ступенчатой развертки, выходы которых через суммирующие операционные усилители 10 и 11 соединены с соответствующими .входами ЭЛТ; (V и Н), и последовательно соединенные линии 1 задержки и стробирующее устройство 13, которое соединено с входом регулировки яркости. Стробирующее устройство может быть выполнено в виде генератора 14 импульсов широкого строба дальности, соединенного с интегратором 15, и схемы 16 строба дальности. Схема 17 синхронизации содержит задающий генератор 18, соединенный с циклическим счетчиком 19 управления импульсами Y и циклический счетчик 20 кадров. Имеется также генератор 21 горизонтальной развертки . Блок 5 приема и обработки информации работает следующим образом. С кодирующего устройства, входящего в систему 4 изменения угловой ориентации ультразвукового луча относительно оси акустического фокусирующего узла 3, каждый из серии импульсов положения по оси jC ЭЛТ подается в качестве входного сигнала на генератор 9 ступенчатой развертки по горизонтали, где каждый такой импульс положения соответствует заранее заданному угловому приращению развертки по оси X ЭЛТ призм Ризлея. Подобным образом каждый из импульсов положения по оси Y ЭЛТ, соответствующих заранее заданному угловому приращению развертки по оси Y призм Ризлея, подается в качестве входного сигнала на генератор 8 ступенчатой развертки по вертикали. Генераторы 8 и 9 вырабатывают выходной сигнал в виде ступенчатой волны в течение каждого оборота призм Ризлея. Кодирующие устройства используются также для синхронизации периода повторения испытательных импульсов, подава« мых на преобразователь 2 с блока 7 управления. Поэтому длительность каждой ступени ступенчатой ролны- равна одному периоду повторения испытательных импульсов. Каждый импульс положения по оси X ЭЛТ пропускается также через линию 12 задержки, которая обеспечивает задержку, равную по длительности времени между передачей исполнительного импульса с преобразователя 2 и приемом на преобразователь 2 отраженного сигнала, возвреиденного от ближайшей части внутреннего объема подлежащей отображению структуры. Задержанный импульс положения запускает генератор 14 импyJft coв широкого строба дальности с целью вырабатывания импульсов прямоугольной формы, имеющих длительность, соответствующую глубине внутреннего объема подлежащей отображению структуры. Эти импульсы используются непосредственно для отпирания схемы 16 строба дальности, позволяя при этом детектировать только возвращенные из глубины отраженные сигналы для регулировки яркости (ось 2 ) ЭЛТ. Эти же импульсы дополнительно подаются на интегратор 15 для вырабатывания выходного пилообр ного сигнала в течение интервала ка дого периода дальности. Суммирующий операционный усилитель 11 испольэуе. ся для сложения пилообразного сигна ла со ступенчатой волной и подачи суммирующего си-гнала на вход горизо тальной развертки ЭЛТ 6, Подобным образом суммирующий операционный усилитель 10 используется для сложе ния пилообразного сигнала со ступен чатой волной и подачи его на вход вертикальной развертки элТ. Сложени пилообразного сигнала с сигналами горизонтсшьной и вертикальной разверток дает трехмерную изометрическую форму отображения модулированно по яркости информации дальности ска нируемого ультразвуковым методом объема внутренней структуры. Блок 5 приема и выборки информации вместе со схемой 17 синхронизации (фиг. 3) работают следующим образом. В схеме 17 синхронизации задающи генератор 18 генерирует сигналы син хронизации по оси X с частотой ловторения, равной частоте повторения последовательного потока сигналов точек.выборки по оси Y , поступающих с параллельно-последовательного преобразователя 2. Выходные сигналы с задающего генератора 18 подаются качестве входного сигнала на циклический счетчик -19 управления импуль сами V , который повторяет цикл в конце каждого периода повторения импульсов с целью обеспечения выходного сигнала отсчета строк на частоте 1,5 килогерца. Этот выходно сигнал отсчета строк помимо подачи в качестве входного сигнала на цикли ческий счетчик 20 кадров и линию 12 задержки соответствует выходному сиг налу управления импульсами V со схем 17 синхронизации. Циклический счетчик 20 кадров возобновляет цикл после каждого кадра с целью подачи входного сигнс1ла счета кадра на генератор 9 ступенчатой развертки. Кроме того, с циркуляционного сче чика 20 кадра подается сигнал, предстайляющий накопленный счет строк внутри цикла, на генератор 8-ступенчатой развертки. Выходной сигнал с генератора 8 ступенчатой развертки представляет собой ступенчатую волну, в которой длительность каждой ступени равна одному периоду задающего генератора а длительность всей волны равна длительности строки. Ступенчатая волна с генератора 9 имеет длительность каждой ступени, равную длительности строки, а ллительность всеп волны равна длительности кадра. Ступенчатая волна с генератора 9 ступенчатой развертки складывается со ступенчатой волной, поступающей с генератора 21 горизонтальной развертки, в суммирующем операционном усилителе 10 и подается на вход горизонтгшьной развертки ЭЛТ 6. Кроме того, эта волка складывается :со ступенчатой волной, поступающей |с генератора 8 ступенчатой развертки вертикального отклонения, в суммирующем усилителе 10 и подается на входную схему вертикальной развертки. Последовательный поток сигналов выборки по оси X , образующий выходные сигналы с преобразователя 2, подается на вход схемы регулировки яркости ЭЛТ б через стробирующее устройство 13. В течение кадра, соответствующего самой нижней ступени ступенчатой волны, сигнал управления задержкой таков, чтобы вызвать обеспечение за счет переменной линии задержки 12 минимальную задержку между появлением каждого сигнала управления импульсами , соответствующего передаче испытательногб импульса, и появлением сигнала управлек;-;я, который открывает схемы запоминания. Таким образом, поток выборки импульсов по оси X , подаваемый на вход регулировки яркости ЭЛТ 6 соответствует ближайшей плосьсости изображения отображаемого объема цели внутренней структуры. Кроме того, эта ближайшая плоскость изображения отображается в форме типа С . определяемой множеством ступенчатых волн горизонтального отклонен1 я и одной ступенчатой волной вертикального отклонения. Следующий кадр, который появляется в. пределах д.яительности второй ступени, отображается в виде второй развертки С , которая располагается несколгзко правее и выше первой развертки С . В это же время сигнал управления задержкой во время второй ступени ступенчатой волны дает отраженные сигналы от несколько более удаленной плоскости изображения объема цели внутренней структуры и подается на вход управления яркостью ЭЛТ 6. Этот процесс, который повторяется Д-пя каждой .ступени ступенчатой волны, дает на ЭЛТ изометрическое трехмерное изображение объема цели внутренней структуры. Таким образом, предложенное устройство позволяет представлять внутреннюю структуру сложных форм в трехмерном изометрическом отображении.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ВНУТРЕННИХ СТРУКТУР ОБЪЕКТА по патенту 860717, отличающее ся тем, что, с целью получения трехмерного изображения исследуемой структуры, блок приема и обработки информации выполнен в виде двух генераторов ступенчатой развертки, выходы которых через суммирующие операционные усилители соединены с соответствующими входами ЭЛТ и соединенной с суммирующими операционными усилителями цепи генерирования сигнала наклона, состоящей из последовательно соединенных линий задержки и стробирующего устройства, которое соединено с входом регулировки яркости ЭЛТ. СО

/7

S«7

О