Устройство для ультразвуковой локации головного мозга Советский патент 1989 года по МПК A61B8/14 

Сл

о

со

со со

31507

Изобретение относится к ультазву- ковой медицинской эхографии головного мозга.

Цель изобретения - снижение трав- матичности путем уменьшения объема облучаемых ультразвуком тканей мозга.

На (Ъиг.1 представлена структурная схема устройства: на фиг. 2 - вре- менная диаграмма работы блоков.

Устройство содержит синхронизатор 1, генератор 2 строба, индикатор 3, генератор 4 возбуждения, приемник 5, сумматор 6, зaдafчик 7, ультразвуковой датчик 8, генератор 9 имульсов, элемент И 10, счетчик 11, регистр 12, кодопреобразователь 13, многоканальный ключ 1А, дешифратор 15, второй многоканальный ключ 16, набор 17 индуктивностей, триггер 18, блок 19 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Рабочий цикл устройства начинает- ся синхроимпульсом, следующим с частотой 250 Гц, которьш с выхода син- .хронизатора 1 поступает на второй |вх-од счетчика 11, обнуляя его, и на первьй вход индикатора для уп- равления-разверткой (фиг.2 а, б). Генератор возбуждения через открытые ключи многоканального ключа 14 возбуждает соответств то1дие пьезоэле- менты многоэлементного ультразвуко- вого датчика 8.

Ультразвуковые колебания, достигнув искомой структуры головного мозга (внутричерепные артерии, желудочки головного мозга и т.д.), отражаютс от его стенки, воспринимаются теми же пьезоэлементами и преобразуются ими в электрические сигналы, которые на аналоговом входе многоканального ключа 14 суммируются(фиг. 2в). В при емнике обеспечивается защита входных цепей от высоковольтных зондирующих импульсов генератора 4, усиление и детектирование.

С выхода приемника 5 усиленный си нал (фиг. 2г) подается на первьй вход сумматора 6.

Генератор 2 строба на выходе выра батьгаает короткий импульс строба, поступающий одновременно на первый вход триггера 18 и на второй вход сумматора 6, временное положение которого относительно синхроимпульса регулируется с задатчика 7 (фиг.2д). В сумматоре 6 он складывается с отраженным эхосигналом, и суммарный сигнал поступает на второй вход индикатора 3 (фиг. 2е), на экране которого отраженный сигнал отображается в виде эхог- раммы с меткой строба, несущей информацию о временном положении импульса строба.

С помощью метки строба определяют

глубину залегания исследуемой структуры, а по ней - минимальную ближнюю зону, в которой расположена исследуемая структура и согласно ее порядковому номеру - соответствующий зондирующий элемент.

Генератор 9 импульсов, логический элемент И 10, триггер 18 и счетчик 11 определяют временное положение импульса строба относительно синхроимпульса и формируют га - разрядный двоичный код, несущий информацию о порядковом номере минимальной ближней зоны в которой расположена метка строба. Триггер 18 формирует временной интервал между импульсом строба и синхроимпульсом (ст и преобразует его в длительность прямоугольного импульса (.2ж), поступающего на второй вход логического элемента И 10, разрешая или запрещая прохождение импульсов с генератора 9 импульсов на счетный вход счетчика 11 (фиг. 2з), Счетчик 11 подсчитывает количество импульсов, поступивших на его счетный Вход, и формирует на выходе (гг. )-разрядный двоичный код, в котором m старших двоичных разрядов несут информацию о порядковом номере минимальной ближней зоны, в. которой расположена метка строба, а п младщих двоичных разрядов - о местоположении метки относительно границ двух соседних ближн1-1х зон, между которыми она расположена.

Старщие разряды сформированного двоичного кода подаются на цифровой вход буферного регистра 12, и по окончании приема отраженных эхосиг- налов по импульсу, выработанному на выходе блока 19 задержки (фиг. 2и), записываются в буферный регистр 12 (фиг. 2к).

Под управлением данного кода с помощью кодопреобразователя 13 и многоканального ключа 14 происходит включение тех пьезоэлементов многозлемент- ного ультразвукового датчика 8, которые формируют необходимый зондирующий элемент. При этом кодопреобразо-

ватель.13 преобразует входной m -раэ рядный двоичный код в k - разрядный код управления многоканальным ключом 14, набор из k-ключей с двойной проводимостью которого осуществляет коммутацию пьезоэлементов многоэлементного ультразвукового датчика 8 на вьсход генератора 4 импульсов.

Одновременно под управлением этог же кода с помощью дешифратора 15, пробразующего т-разрядный двоичньй код в г-разрядный код управления, и многоканального ключа 16. состоящего из г ключей с двойной проводимостью, происходит подключение одной из L , индуктивностей набора 17 индуктивнос- тей параллельно многоэлементному ультразвуковому датчику 8, образуя при этом совместно с ее активными пьезоэлемен- тами пяраллельньпЧ колебательный LC- контур.

Описанная последовательность действий циклически с частотой 250 Гц повторяется.

Формирование (в зависимости от глубины залегания исследуемой структуры) зондир 10(дего элемента с необ- ходимыми геометрическими размерами осуществляется путем изменения положения задатчика 7 так, чтобы метка строба, высвечиваемая на экране индикатора 3 под управлением импульса строба, была совмещена с участком на эхограмме, несущем информацию об исследуемой структуре. Тогда под управлением того же импульса строба на выходе счетчика 11 формируется п-разрядный двоичный код порядкового номера минимальной ближней зоны, в которой расположена исследуемая структура.

Многоэлементный ультразвуковой датчик может быть реализован в виде двумерной пьезоматрийы с квадратными пьеэоэлемептами, образующими зондирующие элементы в форме квадрата; в виде двумерной пьезоматрицы с треугольными пьезоэлементами, позволяющими образовывать зондирующие элементы как в- форме квадрата, так и в форме круга; в видр коаксиально-кольцевой решетки, состоягцей из кольцевых пье- зозлементов, вложенных один в другой, в центре которой расположен круглый пьезозлемент.

Для уменьшения количества провод- иков, идущих от корпуса многозле- ментного ультразвукового датчика 8,

5

5

о

0

5

0

5

0

5

представляющего собой выносной узел , устройства, кодопреобразователь 13 и многоканальный ключ 14 необходимо размещать в корпусе датчика 8,

Для осуществления регистрации и отображения отраженного от исследуе - мой пульсирующей структуры сигнала в виде развернутой во времени пульсовой кривой - эхопульсограммы предлагаемое устройство дополняется блоком выборки и хранения и интегратором, причем сигнальньш вход блока выборки и хранения подключается к выходу приемника 5, управляющий вход блока выборки и хранения подключается к выходу генератора 2 строба, а выход блока выборки и хранения подключается к входу интегратора, выход которого подключается либо к входу регистратора, либо к устройству отображения . Формула изобретения

Устройство для ультразвуковой локации головного мозга, содержащее синхронизатор, подключенный к входу генератора строба, первому входу индикатора и к входу генератора возбуждения, соединенного с входом приемника, выходом подключенного через сумматор к второму входу индикатора, зад.ятчик, подк.точенный к входу генаратора строба, рсго подключен к второму матора, и ультразвуковой датчик, отличающееся тем, что, с целью снижения травматичности путем уменьщения объема облучаемых ультразвуком тканей мозга, в него дополнительно введены последовательно соединенные генератор импульсов, элемент И, счетчик, регистр, кодопреобразователь и многокан-льный ключ, выходом подключенный к ультразвуковому датчику, а вторым входом - к выходу генератора возбуждения, последовательно соединенные дешифратор, второй многоканальный ключ и набор индуктивностей, второй вход многоканального ключа соединен с выходом генератора возбуждения, триггер, одним входом подключенный в выходу синхронизатора, а другим - к выходу генератора строба, а выходом - к второму входу элемента И, блок задержки, входом подключенный к выходу синхронизатора, а выходом - к второму входу регистра, выходом подключенного также к входу дешифратора.

пторому выход кото- входу сумto t,

Изобретение относится к ультразвуковой медицинской эхографии головного мозга. Цель изобретения - снижение травматичности путем уменьшения объема облучаемых ультразвуком тканей мозга. Устройство включает многоэлементный коммутируемый ультразвуковой датчик 8, синхронизатор 1, приемник 5, индикатор 3, генератор 4 возбуждения, генератор 2 строба с задатчиком 7 интервала времени, последовательно соединенные генератор 9 импульсов, элемент И 10, счетчик 11, регистр 12, кодопреобразователь 13, многоканальный ключ 14, коммутирующий элемент датчика 8, набор 17 индуктивностей и др. Устройство обеспечивает оптимальную ширину луча ультразвука, согласованную с глубиной расположения границы объема исследуемой мозговой ткани. 3 ил.