Устройство для исследования костной ткани Советский патент 1985 года по МПК A61B8/08 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к ультразвуковым устройствам для определения параметров костной ткани путем измерения скорости ультразвука в ней.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем исключения влияния толщины мягких тканей на результаты измерений.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, излучатель 2, конструктивно объединенный с многоэлементной эквидистантной решеткой 3 пьезоприемников 4, коммутатор 5, формирователь 6, измеритель 7 временных интервалов, регистр 8 сдвига, сумматор 9, цифроаналоговый преобразователь 10 и индикатор 11, причем выход формирователя 6 дополнительно соединен со счетчиком 12, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 5, а управляющий .вход соединен с вторым входом индикатора 11 и выходом генератора 1.

Рещетка 3 содержит линейно эквидистантно размещенные пьезоэтриемники 4, расстояния между которыми удовлетворяют условию равенства толщины мягких тканей под смежными пьезоприемниками.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 формирует тактовые импульсы 13 (фиг. 2), которые периодически возбуждают излучатель 2 ультразвуковых зондирующих импульсов и сбрасывают счетчик 12 внулевое состояние. При этом коммутатор 5 подключает ближайщий к излучателю 2 пьезоприемник 4 к входу формирователя 6. Ультразвуковой сигнал возбуждает в кости продольную волну, распространяющуюся со скоростью, определяемой плотностью кости, и воспринимается первым пьезоприемником 4 рещетки 3, подключенным к формирователю 6. Пьезоприемник 4 преобразует ультразвуковые колебания в электрический сигнал 14, который усиливается, ограничивается и нормируется по длительности в формирователе 6. Этим импульсом (эпюра на выходе 15) содержимое

счетчика 12 переводится на единицу и, соответственно с этим коммутатор 5 подключает к формирователю 6 второй пьезоприемник 4 рещетки 3. В момент приема ультразвукового сигнала вторым пьезоприемником 4 на выходе формирователя 6 формируется второй импульс 15 постоянной длительности, отстоящий от первого на время пробега ультразвукового сигнала в кости на расстояние от первого до второго пьезоприемника 4

рещетки 3. Содержимое счетчика 12 увеличивается еще на единицу эпюра 16. Таким образом коммутатор 5 последовательно подключает к формирователю б все пьезоприемники 4 рещетки 3, на выходе которого формируется последовательность импульсов, период следования которых равен разности времени прохождения ультразвукового сигнала по смежным пьезоприемникам 4 рещетки 3. Поскольку щаг рещетки 3 выбран достаточно малым по сравнению с возможным изменением толщины мягких тканей под смежными пьезоприемниками 4, период следования импульсов, формируемых на выходе 15 формирователя 6, можно считать равным времени распространения ультразвукового импульса в костной ткани. Далее последовательность импульсов 13 поступает на вход измерителя 7 временных интервалов, где временной интервал между смежными импульсами последовательности на выходе 15 преобразуется в цифровой код, который

0 последовательно заносится в регистр 8 сдвига и на сумматор 9, где производится последовательное усреднение показаний измерителя 7 временных интервалов по группе измерений, например, по четырем смежным измерениям последовательности, что позволяет избежать случайных ощибок и повысить точность измерений. Код усредненного значения результата измерений снимается с выхода сумматора 9 и через цифроаналоговый преобразователь 10 подается на ин дикатор 11, например, осциллографического типа. В свою очередь развертка индикатора 11 синхронизируется тактовыми импульсами генератора 1, поэтому на его экране формируется кривая 17, отображающая зависимость скорости ультразвука в костной

5 ткани вдоль направления сканирования рещеткой 3 пьезоприемников 4.

JL

/4

Л-Л-А/-Ч-V W-V-lr

ППП П ПП,..ПП

ft t2 i, t

у Y.(.,y..ff

П

t

-if

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ, содержащее последовательно соединенные генератор, излучатель, конструктивно объединенный с пьезоприемниками, а также измеритель временных интервалов и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения влияния толщины мягких тканей на результаты измерений, оно снабжено счетчиком и последовательно соединенными коммутатором и формирователем, а также последовательно соединенными регистром сдвига, сумматором и цифроаналоговым преобразователем, выход которого соединен с первым входом индикатора, второй вход которого подключен к выходу генератора и первому входу счетчика, второй вход которого соединен через измеритель временных интервалов с входом регистра сдвига, а выход - через коммутатор с выходами пьезоприемников. S (Л йот пемы./я/чнага СП 4 00 ел

/It

/1/7-r

/4„.

/7-2

фиг. 2