Устройство для исследования движения внутренних органов человека

О П "-А -Н-И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ИГ. р 1 44 924 Союз Советских Социалистических Республик(32) Приорите Государственный комнте Совета Министров СССР по делам изобретений убликовано 05,09.74, Бюллетень3та опубликования описания 16,04.75 3) УДК 615,472:616-009.2 (088.8) открытий Авторы зобретения, А, Зверев, В. В. Д Ю, И, Шапиро илиал Всесоюзного по нормализациимитриев, Е. ф. Орлов,и И. И. Шмелевнаучно-исследовательскогв машиностроении Заявитель Горьковский института(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ ЧЕЛОВЕКАДля этого схема обр лагаемом устройстве в довательно соединенны записи оптических фот модуляционного спект чем вход системы за грамм соединен с вы частот. аботки сигнала в предыполнена в виде послех между собой системы ограмм и схемы оптикорального анализа, приписи оптических фото- ходом фильтра низких Изобретение относится к медицинскои технике и предназначено для получения информации о движении внутренних органов человека, в частности о скорости движения мышцы и клапанов сердца.Известно устройство для этой цели, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, пьезопреобразователь, синхронизатор, стробируемый усилитель, фазовый дискриминатор, фильтр низких частот, индикатор и систему обработки сигнала. Однако оно не позволяет получать спектр скоростей лоцируемых участков структурного элемента внутреннего органа и зарегистрировать изменения спектра скоростей по времени, т. е. не дает возможности получить текущий спектр скоростей. Целью изобретения является измерение теущего спектра скоростей лоцируемых от врееии структурных элементов внутренних оргаов человека. На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема оптикомодуляционного спектрального анализа,Устройство содержит систему формированияи излучения ультразвуковых импульсных сигналов. В нее входят генератор 1 электрических колебаний; модулятор 2, вырабатывающий импульсное модулирующее напряжение; выходной каскад 3, осуществляющий импульсную 10 модуляцию электрических колебаний; генератор 4 ультразвуковых колебаний; приемник отраженных импульсных сигналов, состоящий из пьезоэлектрического преобразователя 5, принимающего отраженные импульсные ультразвуковые сигналы и преобразующего их в электрические, стробируемого усилителя 6 высокой частоты, генератора 7 строба, вырабатывающего задержанный относительно излучаемого импульс, необходимый для отпирания 20 усилителя высокой частоты и фазового дискриминатора 8; синхрогенератор 9, обеспечивающий синхронизацию передающей и приемной частей устройства; индикатор 10, позволяющий контролировать стробируемые сигна лы, фильтр 11 низких частот, система 12 обработки сигнала, выполненная в виде последовательно соединенных между собой системы 13 записи оптических фотограмм и схемы 14 оптико-модуляционного спектрального анализа, 30 Устройство работает следующим образом.3 Генератором 1 вырабатываются непрерывные электрические колебания. Эти колебания подаются в модулятор 2, где осуществляется ихимпульсная модуляция. Импульсное модулирующее напряжение подается в выходной каскад 3, Высокочастотные импульсы с выходногокаскада подаются на пьезоэлектрический преобразователь 5, где они преобразуются в импульсные ультразвуковые колебания и излучаются в среду, где находится исследуемыйобъект. Вследствие движения объекта отраженный сигнал, приходящий на пьезоэлектрический преобразователь, будет иметь частоту,отличающуюся от частоты последних колебаний в соответствии с эффектом Допплера.Ультразвуковые колебания, принятые пьезоэлектрическим преобразователем 5, преобразуются им в электрические, последние подаются на вход стробируемого избирательногоусилителя 6 высокой частоты, имеющего полосу пропускания, согласованную со спектромпринимаемых сигналов. Через стробируемыйусилитель проходят только импульсы, отраженные от структурного элемента внутреннегооргана, интересующего оператора, Эта выборка осуществляется с помощью строб-импульса,который открывает на короткое время усилитель 6. Строб-импульс поступает с генератора7 строба. Синхронизация работы генераторастроба и модулятора 2 осуществляется син- З 0хрогенератором 9. Сигнал с выхода стробируемого усилителя поступает на фазовый дискриминатор 8, на который опорное напряжение подается с генератора 1.На выходе фазового дискриминатора полу- З 5чаются импульсные сигналы, последовательномодулированные по амплитуде, причем частота их огибающей соответствует допплеровскому смещению частоты отраженных сигналов.Поиск сигналов, отраженных от подвижного 40структурного элемента внутреннего органа,интересующего оператора, производится с помощью индикатора 10, в качестве которогоиспользуется осциллограф. Синхронизация горизонтальной развертки осуществляется импульсом синхрогенератора 9, а на вход усилителя вертикального отклонения луча осциллографа подается пульсирующий сигнал с выхода фазового дискриминатора 8,Сигнал, снимаемый с фазового дискриминатора 8, представляет собой последовательномодулированные по амплитуде импульсы.Спектральные составляющие, обусловленныедопплеровским смещением частоты отраженного сигнала и находящиеся в низкочастотной 55области спектра, выделяются с помощьюфильтра 11 низких частот.Сигнал, снимаемый с фильтра 11 низкихчастот, усиливается и регистрируется на киноПленке в виде оптической фонограммы систе 4мой 13 записи. Оптическая фонограмма анализируется с помощью схемы 14 оптикомодуляционного спектрального анализа.Лампой накаливания 15, помещенной в фокусе линзы 16, подается однородный параллельный пучок света. Световой однородный поток проходит через исследуемую запись 17, световой модулятор 18, линзой 19 собирается на катоде фотоэлемента 10. Устройство модулятора таково, что волновое число (частога) и фаза пространственной синусоидальной структуры быстро изменяются по заданному закону. В данном случае модулятор представляет собой две плоские решетки одинакового периода, стоящие друг за другом в плоскостях, перпендикулярных направлению светового потока, Частота модуляции пропорциональна синусу угла между штрихами решеток, фаза зависит от смещения одной из решеток в направлении, перпендикулярном штрихамрешетки.Для возможности быстрого получения и регистрации результатов анализа сигнал с выхода фотоэлемента 20 через полосовой усилитель 21 и усилитель мощности 22 подается на неоновую лампу 23 фоторегистратора, Светящаяся точка лампы 23 линзой 24 проецируется на фотоблок, расположенный на поверхности барабана 25. Вращение барабана жестко связано с вращением решеток светового модулятора 18 механизмом 26, который действует от электродвигателя 27. Питание блока анализа осуществляется от сети переменного тока с помощью блока питания 28. Спектр допплеровских сигналов в данном случае эквивалентен спектру скоростей, поэтому изменение допплеровских спектральных составляющих во времени отражают изменение скорости движения лоцируемого элемента сердца.Предмет изобретенияУстройство для исследования движения внутренних органов человека, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, преобразователь, синхронизатор, стробируемый усилитель, фазовый дискриминатор, фильтр низких частот, индикатор и систему обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью измерения текущего спектра скоростей лоцируемых от времени структурных элементов внутренних органов человека, система обработки сигнала выполнена в виде последовательно соединенных между собой системы записи оптических фотограмм и схемы оптико- модуляционного спектрального анализа, причем вход системы записи оптических фотограмм соединен с выходом фильтра низких частот.441924 15 1 б 1 д 17 1 У Редактор Т. Караиова Заказ 897(2 Изд.449 Тираж 482 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раущская наб., д. 4(5