Способ определения акустического затухания и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХ,СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) 4 А 61 В 8/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1984.СТИЧЕСДЛЯ ЕГО вЬ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(7 1) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова(56) Нарайна П.А, и др, Измерениезатухания методом счета нулей, -Ультразвук в медицине и биологии,1984, т, 10, В 6, с, 715-718.Патент США У 4475395,кл, С 01 И 29/04, опублик.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУКОГО ЗАТУХАНИЯ И УСТРОЙСТВООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к меди.801491457 2цинской ультразвуковой диагностике. Цель - повышение точности. Способ заключается в передаче на исследу. емый объект ультразвукового сигнала, приеме и разделении эхосигнала на временные интервалы, соответствующие слоям биоткани. Формируют путем амплитудной дискретизации эхосигнала с постоянной уставкой импульсную последовательность, подсчитывают импульсы на каждом таком интервале, по ннм определяют среднюю частоту дискретизации и вычисляют коэффициент акустического затухания. Устройство содержит Амплитудный дискретизатор 1, счетчики 2 импульсов, распределитель 3 импульсов, шину 4 запуска, шину 5 уставки. 2 с.п.Ф.лы, 1491457вале, по ним определяют среднюю частоту дискретизации и вычисляют коэффициент с акустического затухания по выражению Н, + - -)Ь РГр 7/ К2 Ь ъ где Г центральная частота спектра;эффективная ширина спектра;средняя частота дискретизаЦИИприведенное значение уставкифкоэффициент формы законараспределения производнойсигнала;двойная толщина слоя биоткани,7 у где б - среднеквадратическое отклонение сигнала;Я- величина уставки,Амплитудная дискретизация непрерывного сигнала с постоянной уставкой ипи с предсказанием полиномомнулевой степени заключается в запоминании отсчета х сигнала (фиг,2),ов последующем вычислении модуля теИзобретение относится к ультразвуковой медицинской диагностической аппаратуре.Цель изобретения - повышениеточности и расширение функциональныхвозможностейНа фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 -диаграмма дискретизации,Способ осуществляется следующимобразом.В направлении на исследуемый Объект направляют и передают ультразвуковой сигнал, принимают импульснуопоследовательность эхосигнала, разделяют на временные интервалы, соответствующие толщинам слоев биоткани, формируют информационные метки,подсчитывают их количество на каждом таком интервале, при этом информационные метки формируют путем амплитудной дискретизации эхосигналас постоянной уставкой, подсчитываютимпульсы на каждом временном интеркущей разностиГ (С)=х(г) - хмежду сигналом и запомненным отсчетом, в непрерывном сравнении этойразн сти с постоянной величинойназываемой уставкой погрешности предсказания, и в формировании командына запоминание следующего отсчетапри выполнении равенства Г1 О Такая адаптивная временная дискретизация сокращает избыточностьинформации,Устройство для реализации способа содержит передатчик, приемник15 (не показаны), соединенный черезблок 1 обработки со счетчиком 2 импульсов, и распределитель 3 импульсов, входом подключенный к шине 4запуска, а выходом - к входам сбро 20 са счетчиков 2 импульсов, управляющие входы которых подключены к управляющим выходам распределителя 3импульсов, при этом блок 1 обработки выполнен в виде амплитудного дис 25 кретизатора, второй вход которогоподключен к шине 5 задания уставки,Пример амплитудного дискретизатора содержит последовательно соединенные аналоговый блок памяти, блок вычитания, блок модуля и блок сравнения, с выхода которого сигнал заводится на управляющий вход блока памяти, а второй вход блока вычитаниясоединен с входом дискретизатора,35 второй вход блока сравнения соединенс шиной уставки.устройство определения акустического затухания работает следующимобразом.40На шину 4 запуска поступает импульс, который запускает распределитель 3 импульсов, на выходе сбросакоторого при этом вырабатывается 45 короткий импульс, устанавливающийсчетчики 2 в нулевое состояние. Вследза этим на его первом управляющемвыходе появляется импульс, разрешающий счет в первом счетчике 2. Длительность этого управляющего импульса соотнесена с толщиной первого поглубине слоя исследуемой акустической среды. В это время на вход амплитудного дискретизатора непрерывноподается напряжение прОпорциональное отраженному от среды ультразвуковому сигналу, а на второй вход поступает напряжение, пропорциональноевеличине уставки погрешности предска 14914ания, ца его выходе в соответствии с описанным выше принципом адаптивной временной дискретизации формируется импульсная последовательность,5 средняя частота которой определяет затухание среды, Таким образом, после окончания импульса на первом управляющем выходе распределителя 3 импульсов в первом счетчике 2 зафиксирован код, соответствующий коэффициенту затухания в первом по глубине слое исследуемой среды, Этот код поступает на выход устройства, а управляющий импульс со следующего управляющего 15 выхода разрешает счет во втором счетчике 2, и далее работа устройства повторяется аналогично описанному выше,После завершения счета в последнем счетчике 2, соответствующем самому глубокому слою исследуемой акустической среды, устройство останавливается, По истечении времени, достаточного для съема кодов с выхо дов счетчиков 2, на шину 4 запуска может быть подан следующий запускающий импульс (совпадающий по времени с посылкой в среду зондирующего ультразвукового импульса), в этом случае цикл работы устройства,повторяется.Амплитудный дискретизатор работает следующим образом.На вход блока памяти непрерывно35 поступает напряжение входного сигнала устройства. По импульсному сигналу, вырабатываемому на выходе блока Уравнения, в блоке памяти, который представляет собой, например, запо минающий конденсатор с электронным ключом, запоминается отсчет сигнала.Напряжение, соответствующее этому отсчету, непрерывно вычитается из напряжения входного сигнала, Образу ющаяся при этом разность (текущая погрешность предсказания) поступает в блок модуля, представляющий собой двухполупериодный выпрямитель, на выходе которого образуется абсолютное значение погрешности предсказания. При достижении этой величиной значения уставки, которая подается ца второй вход блока сравнения, последний вырабатывает импульс, постУ- лающий на выход амплитудного дискретизатора и на второй вход блока памяти, в котором при этом запоминается следующий отсчет сигнала, Рас 576пределитель 3 импульсов содержит формирователи импульсов и ждущие мультивибраторы (ЖМ). Вход первого формирователя подключен к входу перно) о И 1 и к выходу сброса. Выход каждого ЖМ соединен с соответствующим управляющим выходом распределителя 3 импульсов и с входом следующего формирователя, выход которого подключен к входу последующего ЖМ.Результат, содержащийся в счетчиках 2 импульсов, представляст собой код величины, однозначно связанной с характеристиками затухания, расчет которых можно провести при использовании специализированной ЦВМ, включаемой в систему медиЦинского диагностирования биообъектов,Формула изобретения Ьф Го 1 Г КР2 Ь к- центральная частота спектра;- эффективная ширина спектра;- средняя частота дискрети-зации;- приведенное значение уставки;- коэффициент формы законараспределения производнойсигнала;- двойная толщина слоя биоткани. где К 1. Способ определения акустического затухания, заключающийся в передаче на исследуемый объект ультразвукового сигнала, приеме импульсной последовательности эхосигнала, его разделении на временные интервалы, соответствующие толщинам слоев биоткани, формировании информационных меток и подсчете их количества на каждом таком интервале, о т л и,ч аю щ и й с я тем, что, с целью повьг шения точности и расширения функциональных возможностей, информационные метки формируют путем амплитуДной дискретизации эхосигнала с постоянной уставкой, подсчитывают импульсы на каждом временном интервале, по ним определяют среднюю частоту дискретизации и вычисляют коэффициент с акустического затухания по выражению+ - нувебые значения согнало л- оболтцбные отсчеты сигнала,г(г/ Щ 8Составитель В, АниськинТехред Л,Олийнык Корректор А, Обручар Редактор Е., Папп Заказ 3776/6 Тираж 643 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 2, Устройство для определения акустического затухания, содержащее передатчик, приемник, соединенный через блок обработки со счетчиками импульсов, и распределитель импульсов, входом подключенный к шине запуска, а выходом - к входам сброса счетчиков импульсов, управляющие входы которых подключены к управляющим выходам распределителя импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности,блок обработки выполнен в виде амплитудного дискретизатора, второйвход которого подключен к шине задания уставки,