Ультразвуковое сканирующее устройство для исследования структуры полостей Советский патент 1982 года по МПК A61B10/00 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования структуры полостей, и может быть использовано в приборах, где состояние исследуемой среды контролируется ультразвуковым лучом.

Известно ультразвуковое устройство, которое содержит цилиндрическую антенну, электронные коммутаторы и блок обработки сигналов. Шаг скйнирования зависит от расстояния между соседними элементами и диаметром цилин- решетки 1.

Недостатком такого устройства является расфокусирование ультразвуковой волны за счет радиального расположения элементов решетки преобразователей в плоскости сканирования. Причем применение электронных средств не может полностью компенсировать искажение фазы.

Кроме того, цилиндрическая решетка устройства преобразователей сложна в изготовлении.

Известен внутриполостной ультразвуковой зонд. Устройство содержит катетер, преобразователь, оболочку и электронный блок. Оболочка, фиксированная поверх пьезопреобразователя и конечного участка катетера наполняется акустически прозрачнойжид костью и таким образом обеспечивается акустическая связь, преобразователя со средой 2.

Однако зонд не обеспечивает получение ультразвуковых разрезов структур около полостных участков тела.

Известно ультразвуковое устройст10во секторно-углового сканирования луча в исследуемой среде, содержащее линейную решетку преобразователей, приемопередатчик, аналоговый блок сканирования и индикатор, исследова15ние пространства ведется эхримпульсным Методом 3.

В устройстве реализуется возможность селективного излучения и приема ультразвукового луча под любым

20 углом в ограниченном секторе сканирования. Однако это устройство не позволяет расширить сектор сканирования больше 90, что связано с конструкцией линейной фазовой решетки 25 преобразователей, что ведет к появлению искажений :частотно-фазовых характеристик электроакустического тракта.

Цель изобретения - расширение 30 функциональных возможностей устройства путем увеличения сектора сканИ рования.

Указанная цель достигается тем, что ультразвуковое,сканирующее устройство, содержащее линейные решетки преобразователей, последовательно соединенные приемопередатчик, аналоговый блок сканирования и индикатор, снабжено мультиплексорами ; по количеству линейных решеток преобразователей, включенными между приемр{Передатчиком и соответствующими линейными решетками преобразователей временным распределителем импульсов, вход которого подключен к выходу синхронизации аналогового блока сканиро вания, а выходы - к соответствующим входам мультиплексоров, блокам. выбор режима работы, один„ вход которого подключен к входу управления разверток индикатора, а другой - к входу управления временного распределителя импульсов, телескопической трубйой с параллельными наклонными концами, двумя наконечниками, свободно н етыми на эти коццы, гибкой спиральной трубкой, связывающей наконечники меж ду собой, при этом линейные решетки преобразователей образуют в плоскости сканирования правильную многоугбл ную мозаичную решетку, вмонтированную в один из наконечников, другой из которых служит в качестве манипулятора, следящего за пространственной ориентацией мозаичной решетки.

На фиг. 1 изображена;блок-схема ультразвукового устройства; на фиг.2 схема электроакустической части устройства; на фиг.З - то же, механического сканирующего устройства.

Ультразвуковое сканирующее устройство для исследования структурыполостей содержит линейные решетки 1, соединенные в мозаичную решетку преобразователей, последовательно соединенные приемопередатчик 2, аналоговый блок 3 сканирования и индикатор 4, мультиплексоры 5 по количеству решеток 1 преобразователей, включенные меясду приемопередатчиком 2 и соответствующими линейными решетками 1 преобразователей. Устройство имеет также врекенной распределитель 6 импульсов, вход которого подключен к выходу синхронизации аналогового блока 3 сканирования, а выходы - к соответствующим входам мультиплексоров 5, блок 7 выбора режима работы, сщин вход которого соединен с Входом управления разверток индикатора 4, а другой - с входом управления временного распределителя 6 импульсов.

Ультразвуковой зонд содержит телескопическую трубу 8 с параллельными наклонными концами, два наконечника 9 и 10, свободно надетые на эти кйнцы, гибкую спиральную трубку 11, связывающую наконечники 9 и 10

между собой, при этом линейные рей1етки 1 преобразователей образуют в плоскости сканирования правильную многоугольную мозаичную решетку, вмонтированную в наконечник 9. Другой наконечник 10 служит в качестве манипулятора, следящего за пространственной ориентацией мозаичной решетки

Мозаичная рвыетка, вращаясь на наклонной торцевой поверхности телескопической трубки 8, благодаря гибкой спиральной трубке 11 поворачивается на 180 .. 4 Посредине спиральной трубки 11 проходит протектор 12, предохраняющий наконечник 9 с линейными решетками 1 от .непосредственного контакта с иссщедуемой средой, гидравлический шланг 13, соединенный с резервуаром 14 для акустически прозрачной жидкости, объем которой, подаваемый в пространство под протектор 12, регулируется винтом 15 дебета. Телескопическая система механического сканирования собирается таким Образом, чтойл продольные оси симметрии наконечников 9 и 10 и телескопической трубки 8 ложились на одной Прямой. В таком виде она вводится в исследуемун псэйость.

ДШнейныё Решетки 1 монтируются одна за другой по кругу, образуя правильный многоугольник с внутренним углом, равным 180-3бо /п, где п - число линейных решеток

Телескопическая трубка 8 может вращаться в кольцевой оправе 16.

Ультразвуковое сканирующее устройство для исследования Структуры полостей работает следующим образом.

С синхронйзирунадего выхода аналогового блока 3 сканирования синхроимпульсы, фиксирующие моменты;достижения MaKCHManbHorio отклонений диаграмли направленности для любой из задействованных линейных решеток, поступают на вход временного распределителя б импульсов., котоЕалй на своих выходах в соответствии с выбранным с помощью блока 7 выбора режима работы режимом вырабатывает, прямоугольные импульсы длительностью, равной периоду Т аналогового блока 3 сканирования с частотой повторения F 1 Эти импульси поступают на входы управления муль.типлекСоров :5. За интервал Т зондируется пространство в секторе излучающей поверхности задействованной линейной решетки. После того, как С)Дна из линейных решеток отклоняет ультразвуковой луч максимально, он начинает отклоняться следующей решеткой. Таким образом луч движется от одной линейной решетки к другой и Этим достигается круговое вращение диаграмма направленности мозаичной решетки в реАсиме кругового обзора.

В тех случаях, когда требуется детальное и скоростное обследование не-, которого внутриполостного участка, блоком 7 эыбора режима работы задается режим Секторный / определяющий постоянное включение любого изподобранных мультиплексоров 5, обеспечивающего непрерывное сканирование диаграммы направленности для соответствующей линейной решетки.

Контактно-жидкостная камера/ Обра- Ю зуемая при наполнении акустически прозрачной жидкостью пространства между протекторе 12 и наконечником ; 9, должна заполнять полностью исслеуемую полость. Камера заполняется 15 жидкостью из резервуара 14 по гидравлическому шлангу 13 с помсадью винта 15 дебета. Производят озвучание объектов с внутриполостной структурой по конфигурации профиля стенок, по 20 ра змеру несоответствующих сечению акустического зонда, по мере заполнения жидкостью контактно-жидкостной .. На экране индикатора 4 в виде ярк стных отметок отображаются 25 эхо-импульсы принятые от внешней поверхности оболочки протектора 12. Если акустическое волновое сопротивление зондируелюй среды и акустически прозрачной жидкости резервуара 14 близки, т.е. когда камера по мере .ее расширения Вступит в контакт с внутренними стенка:ми полости, ультразвуковые эхо-импульсы, ранее приходивише от края камеры, уменьшатся настолько, что яркостные отметки на экране исчезнут. Следовательно поступление жидкости из резервуара 14 необходимо прекратить с помощью винта 15 дебета.

Поворачиванием наконечника 10 поворачивают наконечник 9 с линейными 40 рейками 1. При этом наконечники 9 и 10 будут отклоняться от главной оси симметрии телескопической трубки 8 на угол 2у(фиг. 3), где Т УГОЛ наклона торцевых поверхностей накойеч- 45 НИКОВ 9 и 10 к торцевым поверхностям телескопической трубки 9.

Таким образом поворот наконечника 10 относительно телескопической; рубки 8 и вращение самой трубки 8 0 в кольцевой оправе Г6 дает возможость проводить сканирование пространстйа под различными ресурсгиую.

По окончании сканирования поворотом наконечника 10 манипулятора сов- ее ещают оси симметрии наконечников 9 10 и телескопической трубки 8. Созав разряжение давления в резервуае 14, акустически прозрачная жидкость стекает из-под протектора об- ,. атно в резервуар 14 ....

Использование мультиплексоров по количеству линейных ранеток распределителя импульсов, размещая антенную систему, состоящую Из элемё нтарных линейных решеток пьезопреобразователей, на подвижном наконечнике, располагая линейные раиетки в виде правильного многоугольника - мозаики в плоскости сканирования, используя «целескопическую систему механического сканирования совместно с контактной жидкостной камерой, ведение непрерывного контроля за качеством акустического контакта мозаичной систекы - ре-шетки с исследуемой Средой, позволяет зизуализировать акустические разрезы в реальном масштабе ..времени под различными ресурсами .(1 зготовление ляней : й1Ых ранеток экономически выгодно.

Формула изобретения

Ультразвуковое сканйр пощее у.стррй9ТВО для исследования структуры по- , лостей, содержащее линейные решетки преобразователей, посйедоьательно соединенные приемопередатчик, аналогоЁый блок сканирования и индикатор, отличаю щ е ё с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения сектора сканирования, оно снабжено мультипг лексорами по числу линейных решеток преобразователей,, включенными между приемопередатчиком и соответствующими линейными решетками преобразователей, временным распределителем импульсов, вход которого псдюпочен.к выходу синхронизации аналогового блока сканирования, а выходы - к соответствющим входам мультиплексоров, блоком выбора режима работы, один вход которого подключен к входу управления, разверхок индикатора, а ДРУГОЙ - к входу управления временного распределителя импульсов, тёяескопической трубкой с параллельными наклонными концами, двумя наконечниками, свободно надетыми на эти концы, гибкой спиральной трубкой , связывающей наконечники между собой, при этом линейные решетки преобразователей образуют .в плоскости сканирования правильную многоугольную мозс1ичную решетку, вмэнтированную в один из наконечников, другой из которых служит в качестве манипулятора, следящего за пространственной ориентацией мозаичной решетки

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Патент США 3938502, кл. А 61 В 10/00, 1978.

2.Патент Франции 2424733, кл. А 61 В 10/00, 1978.

3.Авторское свидетельство СССР 567130, кл. G 01 N 29/04, 1976.