Ультразвуковое сканирующее устройство для исследования структуры полостей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 959763(22) Заявлено 03,02.81 (21)3281135/28-13 151)М Кл з с присоединением заявки Нов А 61 В 10/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 230982 Бюллетень Мо 35 Дата опубликования описания 23.09.82(71) Заявитель 54 ) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ . СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПОЛОСТЕИИзобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствамдля исследования структуры полостей,и может быть использовано в приборах,где состояние исследуемой среды контролируется ультразвуковым лучом.Известно ультразвуковое устройство, которое содержит цилиндрическуюантенну, электронные коммутаторы иблок обработки сигналов. Шаг сканирования зависит от расстояния между соседними элементами и диаметром цилиндрической решетки 1.Недостатком такого устройстваявляется расфокусирование ультразвуковой волны за счет радиального расположения элементов решетки преобразователей в плоскости сканирования.Причем применение электронных средствне может полностью компенсироватьискажение фазы.Кроме того, цилиндрическая решетка устройства преобразователей сложна в изготовлении,Известен внутриполостной ультра-25звуковой зонд. Устройство содержиткатетер, преобразователь, оболочкуи электронный блок. Оболочка, фиксированная поверх пьеэопреобраэователя и конечного участка катетера на-, 30 полн яется акустически прозрачной жид костью и таким образом обеспечивает-. ся акустическая связь.преобразователя со средой 2. Однако зонд не обеспечивает получение ультразвуковых разрезов структур около полостных участков тела.Известно ультразвуковое устройство секторно-углового сканирования луча в исследуемой среде, содержащее линейную решетку преобразователей, приемопередатчик, аналоговый блок сканирования и индикатор, исследование пространства ведется эхоимпульсным методом 3.В устройстве реализуется возможность селективного излучения и приема ультразвукового луча под любым углом в ограниченном секторе сканирования. Однако это устройство не позволяет расширить сектор сканирования больше 90 о, что связано с конструкцией линейной фазовой решетки преобразователей, что ведет к появлению искажений частотно-фазовых характеристик электроакустического тракта.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устрой"ства путем увеличения сектора скаиирования.Укаэанная цель достигается тем,что ультразвуковое, сканирующее устройство, содержащее линейные решеткипреобразователей, последовательно 5соединенные приемопередатчик, аналоговый блок сканирования,и индикатор, снабжено мультиплексорами;поколичеству линейных решеток преобра"зователей, включенными между приемопередатчиком и соответствующими линейными решетками преобразователейвременным распределителем иМпульсов,вход которого подключен к выходу синхронизации аналогового блока сканирования, а выходы - к соответствующимвходам мультиплексоров, блокам выборарежима работы, один вход которогоподключен к входу управления разверток индикатора, а другой - к входу управления временного распределителяимпульсов, телескопической трубкой с параллельными наклонными концами, двумя наконечниками, свободно надетыми на эти коццы, гибкой спиральнойтрубкой, связывающей наконечники меж ду собой, прн этом линейные реаетки преобразователей образуют в плоскоС- ти сканирования правильную многоугольную мозаичную решетку, вмонтированную в один из наконечников, другой 30 из которых служит в качестве манипу- лятора, следящего за пространственной ориентацией:мозаичной решетки.На Фиг, 1 изображена блок-схема ультразвукового устройства; на Фиг.2- 35 схема электроакустической части устройства; на Фиг.3 - то же, механического сканирующего устройства.Ультразвуковое сканирующее устрой-.ство для исследования структуры по" 40 . лостей содержит линейные решетки 1,.соединенные в мозаичную решетку.преобразователей, последовательно соеди.ненные приемопередатчик 2, аналоговый блок 3 сканирования и индикатор 454, мультиплексоры 5 по количествурешеток 1 преобразователей, включенные между приемопередатчиком 2 и соответствующими линейными решетками .1 преобразователей. Устройство имеет также временной распределитель 6импульсов, вход которого подключенк выходу синхронизации аналоговогоблока 3 сканирования, а выходы - ксоответствующим входам мультиплексоров 5, блок 7 выбора режима работы, 55один вход которого соединен с входом управления раэверток.индикатора 4, а другой - с входом управления временного распределителя б импульсов.Ультразвуковой зонд содержит те лескопическую трубу 8 с параллельнымй наклонными концами, два наконечника 9 и 10, свободно надетые на эти кОнцы, гибкую спиральную трубку 11, связывающую наконечники 9 и 10 между собой, при этом линейные решетки 1 преобразователей образуют в плоскости сканирования правильную многоугольную мозаичную решетку, вмонтированную в наконечник 9 Другой наконечник 10 служит в качестве манипулятора, следящегб за пространственной ориентацией мозаичной решетки.Мозаичная решетка, вращаясь на наклонной, торцевой поверхности телескопической трубки 8, благодаря гибкой спиральноой трубке 11 поворачивается на 180. Посредине сйиральной трубки 11 проходит протектор 12, предохраняющий наконечник 9 с линейными решетками 1 от .непосредственного контакта с исследуемой средой, гидравлический шланг 13, соединенный с резервуаром 14 для акустически прозрачной жидкости, объем которой, подаваемай в пространство под протектор 12, регулируется винтом 15 дебета. Телескопическая система механического сканирования собирается таким образом, чтобы продольные оси симметрии наконечников 9 и 10 и телескопической трубки 8 ложились на одной прямой. В таком виде она вводится в исследуемую полость.. Линейные рЕшетки 1.монтируются одна за другой по кругу, образуя правильный многоугольник с внутренним углом, равным 180-360 ф/и, где и - число линейных решеток.Телескопическая трубка 8 может вращаться в кольцевой оправе 16.Ультразвуковое сканирующее устройство для исследования структуры полостей работает следующим образом.С синхронизирующего выхода аналогового блока 3 сканированиясинхроимпульсы, Фиксирующие моменты достижения максимального отклонениЯ диаграммы направленности для любой из задействованных линейных решеток, поступают на вход временного распрецелителя 6 импульсов, который на своих выходах в соответствии с .выбранным с помощью блока 7 выбора режима работы режимом вырабатывает. прямоугольные импульсы длнтельностью, равной периоду Т аналогового блока 3 сканирования с частотой повторения Г = - . Эти импульсыпоступают на входы управления мультиплексоров:5. За интервал Т эондируется пространство в секторе излучающей поверхности задействованной линейной решетки. После того, как одна из линейных решеток отклоняет ультразвуковой луч максимально, он начинает откпоняться следующей решеткой. Таким образом луч движется от одной линейной решетки к другой и этим достигается круговое вращение диаграмм направленности мозаичной решетки в режиме кругового обзора.Формула изобретения 20Ультразвуковое сканирующее устройство для исследования структуры по. лостей, содержащее линейные решеткипреобразователей, последовательно5 соединенные приемопередатчик, аналоговый блок сканирования и индикатор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей путем увеличения секторасканирования, оно снабжено мультиплексорами по числу линейных решетокпреобразователей включенными междуприемопередатчиком и соответствующимилинейными решетками преобразоватеь лей, временным распределителем импульЗ 5 сов, вход которого подключен.к выхо.ду синхронизации аналогового блокасканирования, а выходы - к соответству.ющим входам мультиплексоров, блокомвыбора режима работы, один .вход ко 40 торого подключен к входу управления.разведок индикатора, а другой в квходу управления временного распределителя импульсов, телескопическойтрубкой с параллельными наклонными43 концами, двумя наконечниками, свобод- .но надетыми на эти концы, гибкой спиральной трубкой, связывающей наконечники между собой, при этом линейныерешетки преобразователей образуют;в50 плоскости сканирования правильную многоугольную мозаичную решетку, вмонтированную в один из наконечников, другой из которых служит в качестве манипулятора, следящего .за пространст-.в венной ориентацией мозаичйой .решетки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Патент США Р 3938502,кл. А 61 В 10/00, 1978.2. Патент Франции М 2424733,кл. А 61 В 10/00, 1978.3. Авторское свидетельство СССР9 567130, кл, 6 01 Н 29/04, 1976. В тех случаях, когда требуется детальное и скоростное обследование не-,которого внутриполостного участка,блоком 7 выбора режима работы задается режим Секторный, определяющийпостоянное включение любого из подобранных мультиплексоров 5, обеспечивающего непрерывное сканирование диаграммы направленности для соответствующей линейной решетки.Контактно-жидкостная камера, образуемая при наполнении акустическипрозрачной жидкостью пространствамежду протектором 12 и наконечником9, должна заполнять полностью исследуемую полость. Камера заполняетсяжидкостью из резервуара 14 по гидравлическому шлангу 13 с помощью винта15 дебета. Проиэводят озвучание объектов с внутриполостной структуройпо конфигурации профиля стенок, поразмеру несоответствующих сечениюакустического зонда, по мере заполнения жидкостью контактно-жидкостнойкамеры На экране индикатора 4 ввиде яркостных отметок отображаютсяэхо-импульсы принятые от внешней по 4верхности оболочки протектора 12,Если акустическое волновое сопротив.ление зондируемой среды и акустически прозрачной жидкости резервуара 14близки, т.е. когда камера по мере еерасширения вступит в контакт с внутренними стенками полости, ультразву-.ковые эхо-импульсы, ранее приходившие от края камеры, уменьшатся настолко,. что яркостные отметки на экранеисчезнут. Следовательно поступлениежидкости из резервуара 14 необходимопрекратить с помощью винта 15 дебета.Поворачиванием наконечника 10 поворачивают наконечник 9 с линейнымирейками 1, При этом наконечники 9 и10 будут отклоняться от главной осисимметрии телескопической трубки 8на угол 2(фиг. 3), где- угол наклона торцевых поверхностей наконечников 9 и 10 к торцевым поверхностямтелескопической трубки 9,Таким образом поворот наконечника 10 относительно телескопическойтрубки 8 и вращение самой трубки 8в кольцевой оправе 16 дает возможность проводить сканирование пространства под различными ресурсами.По окончании сканирования поворо-том наконечника 10 манипулятора совмещают оси симметрии наконечников 9и 10 и телескопической трубки 8Создав разряжение давления в резервуаре 14, акустически прозрачная жидкость стекает из-под протектора обратно в резервуар 14.Использование мультиплексоров поколичеству линейных решеток распределителяимпульсов, размещая антеннуюсистему, состоящую Из элементарных линейных реаеток пьезопреобразователей, на подвижном наконечнике, располагая линейные решетки в виде правильного многоугольника - мозаики в плоскости сканирования, используя телескопическую систему механического сканирования совместно с контактной жидкостной камерой, ведение непрерыв 10 ного контроля за качеством акустического контакта мозаичной системы - решетки с исследуемой средой, позволяетвизуализировать акустические разрезы в реальном масштабе временипод раз 1 личными ресурсами.Изготовление линейных решеток экономически: выгодно.