Ультразвуковой кардиолокатор Советский патент 1981 года по МПК A61B10/00 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАРДИОЛОКАТОР

1

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено ддя ультразвукового исследования внутренних биологических структур.

Известен ультразвуковой кардиолокатор, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, модулятор, датчик, включающий в себя передающую и приемную части, усилитель, амплитудный детектор и стробируемый усилитель, демодулятор, фазовый и пиковый детекторы, генератор строба и индикатор 1.

Однако известное устройство не обеспечивает синхронной регистрации изменения фазовой характеристики и времени выбранного эхо-импульса при наличии нескольких импульсов на выходе стробируемого усилителя, что снижает точность измерений смещений передней и задней стенки мышцы сердца.

Цель изобретения - повышение точности и однозначности измерений смещений передней и задней стенки мышцы сердца.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве имеется схема синхронизации, включающая в себя последовательно соединенные одновибратор, триггер и амплитудный селектор, причем вход одновибратора соединен с выходом стробируемого усилителя, выход триггера соединен со входом демодулятора, а амплитудный селектор вклю чен между фазовым детектором и пиковым детектором.

На чертеже изображена блок-схема ультразвукового кардиолокатора.

Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, модулятор 2, датчик 3, включающий в себя передающую и приемную части, усилитель 4, амплитудный детектор 5, стробируемый усилитель 6, демодулятор 7, фазовый 8 и пиковый 9 детекторы, генератор 10 строба, индикатор 11, схему 12 синхронизации, включающую последовательно соединенные одновибратор 13, триггер 14 и амплитудный селектор 15, причем вход одновибратора 13 соединен с выходом стробируемого усилителя 6, выход триггера 14 соединен со входом демодулятора 7, а амплитудный селектор включен между фазовым детектором 8 и пиковым детектором 9.

Устройство работает следующим образом

С выхода задающего генератора 1, представляющего собой автогенератор гармонического сигнала с частотой, например 2,5 мГц, выходное напряжение поступает на первый вход фазового детектора 8 для обеспечения синхронной и когерентной демодуляции фазовой характеристики отраженных сигналов и на вход модулятора 2, с помощью которого формируется короткий радиоимпульс с частотой заполнения задающего генератора 1 для возбуждения излучающего преобразователя ультразвуковых колебаний в датчике 3, излучающего импульс в направлении исследуемой структуры. Одновременно модулятор 2 осуществляет синхронизированный запуск развертки индикатора 11, обеспечивающего визуальное наблюдение, и генератора 10 строба с регулируемой временной задержкой. Отражение от биоструктуры сигналы преобразуются приемной частью датчика 3, усиливаются усилителем 4 и поступают одновременно на второй вход фазового детектора 8 и на вход амплитудного детектора 5.

С выхода амплитудного детектора видеоимпульсы, соответствующие отраженным сигналам, поступают на вход инДикатора 11; положение видеоимпульсов йа временной развертке электроннолучевой трубки соответствует глубине залегания отражающих биологических структур и величине их функциональных смещений.

Наличие индикатора позволяет оператору регулировкой задержки импульса генератора 10 строба выделить с помощью стробируемого усилителя 6 из всех сигналов, детектируемых амплитудным детектором 5, комплекс видеоимпульсов, соответствующих интересующей биоструктуре, например миокарду. При этом щирина строб-импульса выбирается из условия обеспечения прохождения видеоимпульсов через усилитель 6 при любых изменениях их временного положения относительно начала излучения из-за функциональных пространственных смещений лоцируемой биоструктуры.

В случае эхолокации таких перемещающихся биоструктур, как миокард, величина функционального смещения в ходе сердечного цикла больще или сравнима с анатомическими размерами лоцируемого кардиоэлемента. Поэтому на входе стробируемого усилителя 6 при выбранной щирине импульса генератора 10 строба оказываются два импульса, соответствующие сигналам, отраженным от передней и задней границ миокарда, временное положение и фазовая характеристика которых могут принимать неоднозначные и независимые значения. Для исключения одного из них выходные импульсы стробируемого усилителя поступают на вход одновибратора 13, который запускается например, первым импульсом, соответствующим сигналу, отраженному от передней границы миокарда, и вырабатывает импульс, длительность которого меньще удвоенного времени прохождения ультразвуковыми колебаниями биологической структуры миокарда в направлении излучения. При этом управJ ляемый одновибратором амплитудный селектор 15 открыт и в течение времени, равного длительности выходного импульса одновибратора, пропускает с выхода фазового детектора 8 на вход пикового детектора 9 напряжение, пропорциональное величине и знаку р фазового смещения выбранного импульса относительно когерентного источника - задающего генератора 1.

Таким образом, огибающая выходных импульсов амплитудного селектора 15 на пиковом детектре 9 (несет информацию о допплеровской частоте и, следовательно, о скорости движения только одного из стробируемых усилителем 6 импульсов лоцируемого кардиоэлемента (миокарда).

Триггер 14, запускаемый передним фронв том импульса строба генератора 10, опрокидывается выходным импульсом одновибратора 13. Следовательно, длительность импульса на выходе триггера 14 изменяется пропорционально временному запаздыванию отраженного эхо-импульса относительно начала стробирующего импульса, при этом широтно-импульсный закон модуляции выходного напряжения триггера соответствует характеру пульсовой волны лоцируемой биоструктуры.

0 Для измерения и регистрации величины пульсации и закона движения лоцируемой структуры выходные импульсы поступают на вход демодулятора 7, выходное напряжение которого пропорционально длительности импульсов на его входе. Использование, схемы синхронизации, выполненной в виде одновибратора, амплитудного селектора и триггера, расщиряет функциональные возможности предлагаемого когерентно-импульсного ультразвуковоо го кардиоэхолокатора, так как может применяться для ультразвукового исследования различных систем организма, например исследования внутренних органов путем измерения параметров их движения и изменений размеров исследуемых органов (смещение, скорость). Предлагаемый кардиоэхолатор обеспечивает однозначность измерений и уменьшение погрещности при регистрации параметров движения лоцируемой биоструктуры.

Формула измерения

Ультразвуковой кардиолокатор, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, модулятор, датчик, включающий в себя передающую и приемную части, усилитель, амплитудный детектор и стробируемый усилитель, демодулятор, фазовый

и пиковый детекторы, генератор строба и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и однозначности измерений смещений передней и задней стенки мышцы сердца, в нем имеется схема синхронизации, включающая в себя последовательно соединенные одновибратор, триггер и амп литудный селектор, причем вход одновибратора соединен с выходом стробируемого уси

лителя, выход триггера соединен со входом демодулятора, а амплитудный селектор включен между фазовым детектором и пиковым детектором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 234608, кл. А 61 В 5/02, 1967.