Ультразвуковое устройство для офтальмологических исследований Советский патент 1982 года по МПК A61B10/00 A61B3/00 

(5) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к медицине кой технике, а именно к ультразвуковым диагностическим аппаратам, и может быть применено в медицинской практике в офтальмологии при диагностике заболеваний глаза и орбиты. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее ультразвуковой зонд, генератор зондирующего импульса, приемник, электроннолучевую трубку с системой временной развертки генератор маркерного сигнала с отсчет ным устройством, временную задержку зондирующего импульса, формирователь импульса метки, задержку развертки и синхронизатор J1 . Недостатком этого устройства является то, что из-за отсутствия средств устраняющих влияние толщины согласующего и защитного слоев ультразвукового зонда, на результаты измерения, измерительных средств и средств, обеспечивающих возможность непосредственного определения размеров внутриглазных структур. Не достигается достаточно высокая точность исследования. Для определения размеров внутриглазных структур приходится последовательно измерять расстояние от поверхности глаза до каждой из структур и затем вычислять искомое расстояние, как разность между полученными значениями. Это увеличивает время исследования и снижает точность измерения, так как в живом объекте, каким являet ся глаз, возможно смещение первого из сигналов при измерении расстояния до второго. Отсутствие в аппарате средств ста-; бильного измерения приводит к необходимости его проверки и подстройки в процессе эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности исследования путем устранения влияния толщины согласующего и защитного слоев зонда на результаты измерения. .Поставленная что устройство, коаои зонд, соединенный непосредственно с генератором зондирующих импульсов и через приемник с электроннолучевой трубкой, синхронизатор, который подключен к генератору зондирующих импульсов и к блоку временной развертки электроннолучевой трубки, и генератор маркерных сигналов, соединенный с электроннолучевой трубкой, оно имеет генератор регулируемой задержки маркеров, включенный между синхронизатором и генератором маркерных сигналов, формирователь, включенный между синхронизатором и приемником, и цифровой измеритель, соединенный с выходом генераратора маркерных сигналов. Кроме того, в нем формирователь изображения выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя длительности импульса и транзисторного ключа. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства на фиг, 2 - эпюры электрических напряжений; на фиг. 3 - схема возникновения ошибки за счет влияния согласующего и защитного слоев ультразвукового зонда. Устройство содержит ультразвуковой зонд 1, генератор 2 зондирующих импульсов, приемник 3, электроннолучевую трубку , синхронизатор 5, блок 6 временной развертки электроннолучевой трубки, генератор 7 маркерных сигналов, генератор 8 регулируемой задержки маркеров, формирователь 9 и цифровой измеритель 10. Формирователь 9 выполнен в виде со единенных между собой преобразователя 11 длительности импульса и транзис торного ключа 12. Ультразвуковой зонд 1 состоит из пьезопластины, на которую нанесен согласующий и защитный слои, демпфера и согласующего трансформатора (не изо бражены). Он соединен с генератором 2 зондирующих импульсом и приемником 3. а генератор 2 зондирующего импульса соединен с синхронизатором 5 и зон дом 1. Приемник 3 соединен с зондом 1 и электроннолучевой трубкой k. При этом блок 6 временной развертки соединен с синхронизатором 5 и электроннолучевой трубкой k, а генератор 7 маркерных сигналов соединен с генератором 8 регулируемой задержки маркерных сигналов, измерителем 10 и электроннолу39б5 244цель достигается тем, чевой трубкой k. Причем генератор 8 содержащее ультразву- регулируемой задержки маркеров соединен с синхронизатором 5 и генератором 7 маркерных сигналов. Измеритель 10 соединен с генератором 7 маркерных сигналов, а формирователь 9 соединен с синхронизатором 5 и приемником 3. Устройство работает следующим образом. Синхронизатором 5 вырабатывается импульс синхронизации (фиг. 2а), ко-, торым запускается генератор 2, выдающий мощный электрический импульс, возбуждающий ультразвуковые и электрические колебания в зонде 1, так на- зываемый генераторный импульс (фиг. 2бЛ При акустическом контакте зонда 1 с исследуемым глазом импульс ультразвуковых колебаний распространяется в глазу прямолинейно и практически с постоянной скоростью, отражаясь от расположенных на его пути структурных неоднородностей. Отраженные ультразвуковые импульсы достигают зонда 1, преобразуются им в импульсы электрических колебаний и поступают на вход приемника 3 в котором происходит усиление и детектирование принятых си1- налов. С выхода приемника 3 сигналы подаются на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки А. Одновременно с генератором 2 синхронизатором 5 запускается также блок 6 временной развертки, в котором вырабатывается напряжение пилообразной формы, обеспечивающее пропорциональное времени отклонение луча электроннолучевой трубки k по горизонтали (фиг. 2в). Таким образом, на экране электроннолучевой трубки k формируется эхограмма, на которой генераторный импульс и импульсы, отраженные от внутренних структурных неоднородностей, имеют вид вертикальных сигналов положительной полярности, положение которых на горизонтальной, временной оси определяется глубиной залегания отражающей -структуры: чем глубже расположена отражающая структура, тем позже приходит отраженный сигнал и тем дальше от генераторного импульса и от начала развертки расположен он на эхограмме (фиг. 2г). Одновременно с запуском блока 6 временной развертки и генератора 1 синхронизатором 5 запускается генератор 8 регулируемой задержки маркеров. который вырабатывает импульс регулируемой длительности (фиг. 2д), с помощью которого изменяется положение маркеров на временной оси эхограммы. Генератором 7 вырабатываются два коротких импульса, маркер I и марке II (фиг. 2е). Положение маркеров на временной оси эхограммы плавно регулируе.тся. Маркеры подаются на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки . На эхограмме маркеры имеют вид узких отрицательных сигналов (фиг. 2г), Маркеры подводятся под изображения сигналов, расстояния между которыми измеряется. Кроме того, маркерные сигналы поступают в измеритель 10, 6 котором измеряется интервал- времени между ними. Результат измерения фиксируется в цифровой форме. Измеритель 10 калиброван таким образом., что им фиксируется не собственно величина измеряемого временного интервала, а пропор|аиоИ&льное ему расстояние между двумя внутриглазными структурами, представленными на эхограмме (фиг. 2г) двумя отраженными сигналами, к которым подведены маркеры I и М. Расстояние измеряется в миллиметрах с точностью до 0,1 мм. Такая точность достигается путем стабилизации измерителя 10 с помощью кварца. Таким образом, обеспечивается непосредственное измерение расстояния как между поверхностью глаза и внутренней структурой, так и между Двумя внутри глазными структурами, при этом исключается необходимость в повторных манипуляциях и дополнительных вычислениях . Использование в измерителе 10 стабилизации с помощью кварца обеспечивает высокую точность и стабильность его работы, за счет чего отпаДает необходимость какой-либо подстройки,или калибровки в процессе эксплуатации. При измерении расстояния между поверхностью, глаза и его внутренней стру ктурой возникает дополнительная ошибка из-за влияния толщины согласующего и защитного слоев зонда на результаты измерений (фиг. З). При непосредственном контакте ультраавукового зонда 1 с поверхностью rjia за не удается получить на эхограмме отдельные сигналы от ближайших к зонду структур глаза. Эти сигналы сливаются с генераторным импульсом, кото94 рыи является результатом суммарного действия возбуждающего электрического импульса, колебаний пьезопластины и отраженных сигналов от ближайших к зонду структур глаза. Поэтому отсчет расстояния на эхограмме в этом случае ведется от фронта генераторного импульса. Фронт генераторного импульса по времени соответствует моменту возбуждения пьезопластины. Возникающий в результате возбуждения акустический импульс, распространяясь прямолинейно в глубь объекта, проходит через согласующий и защитный слой зонда 1 и лишь после этого достигает поверхности глаза (фиГо За). Поэтому измеренное расстояние d, оказывается больше истинного с на суммарную толщину f этих слоев, которая составляет в среднем несколько десятых долей миллиметра (фиг. 36). При исследовании сравнительно крупных объектов, размеры которых составляют 5Q мм и более, вносимая ошибка не влияет существенно на точность измерения, и ею можно пренебречь, Однако при измерениях на глазу, когда приходится иметь дело с расстояниями в единицы и доли миллиметра, такая ошибка существенно влияет на точность;: измерения. Для устранения указанной ошиЬки в данном устройстве изображение генераторного импульса на экране электроннолучевой трубки k сужается - от него отсекается начальный участок, длительность которого соответствует времени прохождения ультразвуковым лучом согласующего и защитного слоев зонда 1. При измерении маркер I подводится к вновь сформированному фронту изображения генераторного импульса, который теперь смещен вправо от реального фронта на величину о , маркер II подводится к фронту сигнала от отражающей структуры, как обычно (фиг. Зв). При этом показание измерителя 10 свободно от ошибки, создаваемой согласующим и защитным слоями зонда. Введенной таким образом коррекцией устраняется ошибка при измерении расстояния между поверхностью глаза и внутренней структурой и не нарушается точность измерения расстояния между двумя внутренними структурами, при котором влияние согласующего и защитного слоев отсутствует.. Сужение генераторного импульса путем отсекания его начального участка обеспечивается формирователем 9 фиг. }

состоящего из преоб разователя 11 длительности импульса и транзисторного ключа 12.

На вход преобразователя 11 подается импульс синхронизатора 5. При этом s на выходе преобразователя 1 возникает импульс, синхронный с импульсом синхронизатора 5, а по длительности равный времени прохождения ультразвуком согласующегб и защитного слоев Ю зонда 1. Этот импульс подается на ключ 12 и управляет им таким образом, что в течение времени действия импульса ключ 12 замкнут. При отсутствии импульса на выходе преобразователя 11 5 ключ 12 разомкнут, последний включен параллельно выходу приемника 3. При наличии импульса на выходе преобразователя 11 выход приемника 3 замыкается на корпус ключом 12, и сигнал на зо выходе приемникаотсутствует. По окончании импульса на выходе преобразователя 11 ключ 12 размыкается и до прихода следующего импульса синхронизац и н оказывает влияния на выходной 25 сигнал приемника 3, который беспрепятственно проходит на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки .

Таким образом, в данном устройствезв исключена ошибка измерения, возникающая за счет влияния толщины.согласую1щего и защитного слоев ультразвукового зонда 1, обеспечена высокая точность измерений, а также возможность непо- .. средственного измерения внутриглазных

расстояний, в результате чего .достигнуто повышение точности исследования.

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для офтальмологических исследований, содержащее ультразвуковой зонд, соединенный непосредственно с генератором зондирующих импульсов и через приемник с электроннолучевой трубкой, синхронизатор, который подключен к генератору зондирующих импульсов и к блоку временной развертки электроннолучевой трубки и генератор маркерных сигналов, соединенный с электроннолучевой трубкой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследования путем устранения влияния толщины согласующего и защитного слоев зонда на результаты измерения, оно имеет генератор регулируемой задержки маркеров, включенный между синхронизатором и генератором маркерных сигналов, формирователь, включенный между синхронизатором и приемником, и цифровой измеритель, соединенный с выходом генератора маркерных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ompa)

I

и .

Мсжркер HapKe/ S

1r

Фс/.2.