Эхотахокардиограф Советский патент 1977 года по МПК A61B5/02 

1

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к ультразвуковым диах ностическим устройствам, и мохсет быть использовано для исследования сердечно-сосудистой системы в эксперимен- тальных и клинических условиях.

Известен эхотахокардиограф, содержащий генератор ультразвуковых колебаний, пьезоэлектрический датчик с передающим и при емным преобразователями, приемник ультра звуковых колебаний с избирательной системой, фильтры, усилитель низкой частоты преобразователи частота-напряжение, дифференциатор, калибраторы и иьщикатор- кое устройство.l,

Однако в этом эхотахокардиографе влияние различных дестабилизирующих факторов на параметры преобразователя частота-напряжение пе учитывается калибровкой, в результате чего возникает дополнительная погрешность измерения скорости, которая может составлять 15-25%. Испопьзова)ше в устройстве амплитудного детектора требует интенсивность колебаний в HaiipfiBJifiiiHH излучпиия до2ОО-ЗОО м вг/см

В силу частотных искажений доппдеровских частот, вызванных принципом, детектирования, эхотахокардиограф не может нспояьзоватъся для аускультативного метода исследования.

С целью повышения достоверности и формац)яи о движении миокарда и клапанов сердца, снижения интенсивности ультразвук кового излучения, обеспечения аускультативных методов исследования звуковых феноменов сердца и устранения реакции пациента на их прослушивание предпагаемьпЧ эхотахокардиограф имеет кольцевой бала 1сный смеситель, калибрационные генераторы . дискретных частот, дополнительный усилитель низкой частоты и биноуральное устройство,

Кольцевой балансный смеситель соединен с приемником ультразвуковых колебаний, генератором ультразвуковых колебаний и усилителем низкой частоты. Калибрационные генераторы дискретных частот соединены с преобразователями частота-напряжение, а биноуральное устройство - с дополнительным усилителем низкой частоты. На чертеже представлена функционаш/ная схема эхотахокарднографа. Эхотахокардисхграф содержит генератс ультраэвуковыхколебаний, пьезоэлектрическ датчик 2, приемный преобразователь кот« рого соединен со входом приемника 3 упы звуковых колебаний с избирательней системой; кольцевой балансный смеситель 4, усш1итель 5 низкой частоты, фильтры 6, усилитель, 7 НЕЗКСЙ частоты, биноуральное устройство 8, генераторы 9 и 10 дискретных частот, преобразователи 11 и 12 чао тот& напряженне дифференциаторы 13 и 14, калибратор 15 ускорения, калибратор 16 второй производной скорости и индикаторное устро&ство 17, При этом кольцевой балансный усилитель 4 соединен с приемником ультразвуковых колебаний, генерато ром ультразвуковых колебаний и усилителем низкой частоты. Калибрационные генераторы 9 и 10 дискретных частот соединены с преобразователями частота-напряжение, а биноуральное устройство 8 - с дополнительным усилителем 7 низкой часто ЭхЬтахокардиограф в режиме измерения работает следующим образом. Электромагнитные колебания частоты 2,64 МГЦ от трехкаскадного генератора 1 ультразвуковых колебаний поступают на передающий пьезопреобразователь датчика 2, преобразующий высокочастотные сигналы в ультразвуковые колебания длиной волны порядка О,6 мм. Акустический сигнал попадает на движущийся элемент сердца и от;ражается от него промодулированный по.. фазе и частоте; отраженный акустический сигнал поступает на приемный пьезопреобразователь датчика 2, в результате пьезоэффекта преобразуется в электромагнитные колебания, которые принимаются усилителем 5 высокой частоты, избирательная система которого соединена с сигнальным входом кольцевого балансного смесителя.4. Управляющий вход смесителя 4 подключен к симметричному выходу генератора 1 ультразвуковых колебаний. В результате смешения в балансном смесителе эхосигнала и сигнала 2,64 мгц от генератора 1 на выхо де смесителя выделяются сигналы допплеровских частот, пропорциональные скорости перемещения лоцируемого объекта, с помощ RC - фильтра вьщоляют первую гармонику низкочастотных допплеровских составляющих Выделяемое . напряжение допплеровских частот уснл1ша)от трехкаскадным усилителем 5 низкой ч,:1стот1.1, и но двухханальном фильтре в раздельно рошютрнруют сигналы мнокард а «oianauoB, Для выделения из общего спектра частот 20-40р гд, соответствующих ск| рости движения миокарда, используется четырехкаскадный (активный RC - 4 и1ьтр низких частот, а для выделения частот 45О3000 ГЦ, соответствующих скоростЕ движения клапанов, применяется щестикаскадный активный полосовой RC - фильтр. С выхода фильтра канала миокарда напряжение частот 20-400 гц поступает на преобразователь 12 частота-напряжение. Преобразователь 12 содержит усилитель-ограничитель, триггер Шмидта и собственно сам преобразователь, в качестве которого применен конденсаторный частотомер, С нагрузки частотомера напряжение, пропорциональное частоте, а следовательно и скорости, подается на регистратор. Кроме того, это напряжение подается последовательно на дифференциаторы 13 и 14 для получения первой производной скорости ускорения и второй производной скорости. Напряжение полученное с каждого дифференциатора, подается на регистратор. С выхода фильтра канала клапана напряжение частот в 450- ЗООО ГЦ поступает на преобразователь 11 частота-напряжение, функциональное построение схемы которого аналогично преобразователю 12, С выхода преобразователя 11 напряжение, пропорциональное скорости клапанов, поступает на регистратор. Для обеспечения акустического контроля функции миокарда к клапанов сигналы допплеровских частот с выходов фильтров € через переключатель поступают на дополнительный усилитель 7 низкой частоты, нагруженный на биноуральное устройство 8 и индикаторное устройство 17. Индикаторное устройство 17 содержит стрелочный индикатор, включенный в диагональ моста, плечи которого образованы транзистором усилителя постоянного тока, его коллекторной нагрузкой и двумя эталонными сопротивлениями. Режим усилителя постоянного тока и моста выбран таким, что выходной сигнал, превьш1ая напряжение запирания транзистора, открывает его, и через стрелочный прибор протекает ток разбаланса моста, пропорциональный амплитуде входного сигнала. Амплитуда входного сигнала подбирается в усилителе 7 низкой частоты таким образом, что транзистор остается закрытым до значений Амплитуды, равной 0,7 максимальной. Максимальный уровень С 1ГНсТла устанавливается с помошью потенциометра, введенного на лицевую панель прибора. С помощью б|пшур;1лыюго устройства 8 и индикаторного прибора Bbr6nj:iaiтся оптимальный угод локации исследуемого объе&та, что соответствует максимальному пока занию индикатора, после чего производится регистрация скорости движения лоцируе- мого объекта. При локации клапанов индикатерное устройство облегчает обнаружение сигнала, отраженного от клапана, и поддержание уровне последнего постоянным в процессе регистрации скорости, В режиме измерения прибор позволяет одновременно производить регистрацию на многоканальном регистраторе скорости движения миокарда и клапанов, ускорение движения миокарда и второй производной скорости мио сарда. Для количественной оценки регистрируемых параметров прозводится их калибровка При этом датчик 2 убирается с поверхности грудной клетки и с помошью переключателя на входы триггеров Шмидта преобразователей 11 и 12 подаются дискретные частоты от генераторов 9 и 10. Одновременно на входы дифференциаторов 13 и 14 подаются постоянные напряжения от калибраторов 15 и 16. В этом режиме на ленте регистратора одновременно для каждого канала наносятся калибровочные линии, соот- ветствующие численным значениям измеряе мых параметров. Калибровка CKopiCTti движения миокарда и клапанов осуществляется с помощью гене раторов 9 и 10; частоты которых имеют значения, соответствующие расчетньи калиброванным частотам, и изменяются дискретно с помощью переключателя. Проходя через тракт преобразователя допплеровские и калибраци энные частоты будут иметь одинакбвый коэффициент преобразования и практически нулевую погрещность измерения скорости в точках капябровки. Применение в эхогахокардиографе усилителя 7 низкой частоты с регулируемым усилением дает возможность регистрации звуковых феноменов сердца на магнитной ленте или воспроизведения их через громкоговорящее устройство при обучении медперсонала диагностике акускультамвным методом. При этом применение специального биноурального устройства дает возможность только врачу снижать феномен сердца пациента, исключая его рефлекторную реакцию, и обеспечивает высокую достоверность воспроизведения частот в диапазоне 205ООО ГЦ. Формула изобретения Эхотахокардиограф, содержащий генера тор ультразвуковых колебаний, пьезоэлектрический датчик с передающим и приемным преобразователями, приемник ультразвуковых колебаний с избирательной системой, фильтры, усилитель низкой частоты, преобразователи частота-напряжение, дифференциатор, калибраторы и индикаторное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности информации о движении миокарда и клапанов сердца, обеспечения аускультативных методов исследования феноменов сердца и устранения реакции пациента на их прослущива- ние, имеет кольцевой балансный смеситель, калибрационные генераторы Ш1скретшах частот, дополнительный усилитель низкой частоты и биноуральное устройство, при этом кольцевой балансный смеситель соединен с приемником ультразвуковых колебаций, гена ратором ультразвуковых колебаний и усилителем низкой частоты, калибрационные гене раторы дискретных частот соединены с преобразователями частота-напряжение, а биноуральное устройство - с допежнительным усилителем низкой частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 187215. А 6J В 5/О2, 22.О9.69.

К регистратору