Ультразвуковое устройство для офтальмологических исследований

Т. Е, Тимофеева, А. П. Козлов, Н. И. флорианов И, А. Иванникова и ф. Е. фридман 72) Авторы изобретен исследовательский институого приборостроения Всесоюзный научн медицинвитель 4) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОФТАЛЬИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАН па и1Изобретение относится к медицинс ных структур, не достигается достаточ кой технике, а именно к ультразвука" но высокая точность исследования, вым диагностическим аппаратам, и мо- Для определения размеров внутри" жет быть применено в медицинской пра- глазных структур приходится последоктике в офтальмологии при диагностике вательно измерять расстояние от повер заболеваний глаза и орбиты, хности глаза до каждой из структур иНаиболее близким к изобретению яв- затем вычислять искомое расстояние, ляется устройство, содержащее ультра" как разность между полученными значезвуковой зонд, генератор зондирующего ниями. Это увеличивает время исследо- импульса, приемник, электроннолучевую, вания и снижает точность измерения, трубку с системой временной развертки, так как в живом объекте, каким являет генератор маркерного сигнала с отсчет ся глаз, возможно смещение первого из ным устройством, временную задержку сигналов при измерении расстояния до зондирующего импульса, Формирователь: второго.импульса метки, задержку развертки исинхронизатор 1Отсутствие в ап рате средств ста-.Недостатком этого устройства явля" бильного измерения риводит к необхоется то, что из-эа отсутствия средств, димости его проверки и подстройки в устраняющих влияние толщины согласую- процессе эксплуатации. щего и защитного слоев ультраэвуково- Цель изобретения - повышение точго зонда. на результаты измерения, из ности исследования путем устранения2%мерительных средств и средств, обес" влияния толщины согласующего и защитпечивающих возможность непосредствен- ного слоев зонда на результаты изме- ного определения размеров внутриглаэ- рения.. Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее ультразву"ковой зонд, соединенный непосредственно с генератором зондирующих импульсови через приемник с электроннолучевой 5трубкой, синхронизатор, который подключен к генератору зондирующих импульсов и к блоку временной разверткиэлектроннолучевой трубки, и генератормаркерных сигналов, соединенный с эле ктроннолучевой трубкой, оно имеет генератор регулируемой задержки марке"ров, включенный между синхронизатороми генератором маркерных сигналов, формирователь, включенный между синхронифзатором и приемником, и цифровой измеритель, соединенный с выходом генера"ратора маркерных сигналов.Кроме того, в нем формировательиэображения выполнен в виде последо- щвательно соединенных преобразователядлительности импульса и транзисторного ключа,На фиг, 1 представлена структурнаяэлектрическая схема устройства на уфиг. 2 - эпюры электрических напряже"ний; на фиг. 3 - схема возникновенияошибки за счет влияния согласующегои защитного слоев ультразвукового зон.да, зоУстройство содержит ультразвуковойзонд 1, генератор 2 зондирующих импульсов, приемник 3, электроннолуче"вую трубку 4, синхронизатор 5, блок 6временной развертки электроннолучевой35трубки, генератор 7 маркерных сигналов, генератор 8 регулируемой задержки маркеров, формирователь 9 и цифровой измеритель 10.формирователь 9 выполнен в виде соединенных между собой преобразователя 11 длительности импульса и транзисторного ключа 12,Ультразвуковой зонд 1 состоит изпьезопластины, на которую нанесен со 43глвсующий и защитный слои, демпфераи согласующего трансформатора (не изображены). Он соединен с генератором2 зондирующих импульсом и приемником3, а генератор 2 зондирующего импульса соединен с синхронизатором 5 и зон.дом 1. Приемник 3 соединен с зондом 1и электроннолучевой трубкой 4. Приэтом блок 6 временной развертки соединен с синхронизатором 5 и электроннолучевой трубкой 4, а генератор 7 маркер- ффных сигналов соединен с генератором 8регулируемой задержки маркерных сиг"налов, измерителем 10 и электроннолу 24чевой трубкой 4. Причем генератор 8 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 об" разом.Синхронизатором 5 вырабатывается импульс синхронизации (фиг. 2 а), которым запускается генератор 2, выда" ющий мощный электрический импульс, возбуждающий ультразвуковые и электрические колебания в зонде 1, так на".зываемый генераторный импульс (фиг. 2 б)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 структурныхнеоднородностей, 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 сигвалов. С выхода приемника 3 сигналы подаются на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки 4.Одновременно с генератором 2 синхронизатором 5 запускается также блок6 временной развертки, в котором вы"рабатывается напряжение пилообразнойформы, обеспечивающее пропорциональное времени отклонение луча электроннолучевой трубки 4 по горизонтали(фиг. 2 в),Таким образом, на экране электроннолучевой трубки 4 формируется эхограмма, на которой генераторный импульс и импульсы, отраженные от внутренних структурных неоднородностей,имеют вид вертикальных сигналов положительной полярности, положение которых на горизонтальной. временной осиопределяется глубиной залегания отражающей.структуры: чем глубже расположена отражающая структура, тем позжеприходит отраженный сигнал и тем дальше от генераторного импульса и от начала развертки расположен он на эхограмме (фиг. 2 г).Одновременно с запуском блока 6 временной развертки и генератора 1 синхронизатором 5 запускается генератор 8 регулируемой задержки маркеров,.5 9 б 5424 4 который вырабатывает импульс регули- рый является результатом суммарного руемой длительности (фиг. 2 д), с по- действия возбуждающего электрического мощью которого изменяется положение импульса, колебаний пьезопластины и маркеров на временной оси эхограммы. отраженных сигналов от ближайших кГенератором 7 вырабатываются два у зонду структур глаза. Поэтому отсчет коротких импульса, маркери маркер расстояния на эхограмме в этом случае(Фиг. 2 е). Положение маркеров на ведется от фронта генераторного имвременной оси эхограммы плавно регу" пульса. Фронт генераторного импульса лируется. по времени соответствует моменту возМаркеры подаются на вертикально 1 е буждения пьезопластины. Возникающий отклоняющие пластины электроннолуче" в результате возбуждения акустический вой трубки 4. На эхограмме маркеры импульс, распространяясь прямолинейно имеют вид узких отрицательных сигна- в глубь объекта, проходит через согла" лов (фиг. 2 г). Маркеры подводятся под сующий и защитный слой зонда 1 и лишь изображения сигналов, расстояниямеж ю после этого достигает поверхности гла- ду которыми измеряется. за (Фиг. За). Поэтому измеренное расКроме того, маркерные сигналы по- стояние с 1 щмоказывается больше истин- ступают в измеритель 10, в котором ного Ы на суммарную толщинусГ этихистизмеряется интервал времени между ни" слоев, которая составляет в среднем ми. Результат измерения фиксируется щ несколько десятых долей миллиметра в цифровой форме. Измеритель 1 О ка- (фиг, Зб). При исследовании сравнительлиброван таким образом что им фикси" ; но крупных объектов, размеры которых руется не собственно величина измеря" составляют 50 мм и более, вносимая емого временного интервала, а пропор- ошибка не влияет существенно на точриональное ему расстояние между двумя д ность измерения, и ею можно пренебречь, внутриглазными структурами, представ- Однако при измерениях на глазу когдаленными на эхограмме (фиг. 2 г) двумя приходится иметь дело с расстояниями отраженными сигналами, к которым под- в единицы и доли миллиметра, такая ведены маркерыи . Расстояние из- ошибка существенно влияет.на точность: меряется в миллиметрах с точностью доЕ измерения.0,1 мм. Такая точность достигается пу. Для устранения указанной ошиЬки в тем стабилизации измерителя 10 с по- данном устройстве изображение генера" мощью кварца. торного импульса на экране электрон"Таким образом, обеспечивается не" нолучевой трубки 4 сужается - от него посредственное измерение расстояния отсекается начальный участок длительЭ1 как между поверхностью глаза и внут- ность которого соответствует времени ренней структурой, так и между Двумя прохождения ультразвуковым лучом совнутри глазными структурами, при этом гласующего и защитного слоев зонда 1. исключается необходимость в повторных При измерении маркерподводится к манипуляциях и дополнительных вычис- вновь сформированному Фронту изобра 40лениях. жения генераторного импульса, которыйИспользование в измерителе 10 ста- теперь смещен вправо от реального фробилизации с помощью кварца обеспечи- . нта на величинуд, маркерподводит" вает высокую точность и стабильность ся к фронту сигнала от отражающей его работы, эа счет чего отпадает .не- , структуры, как обычно (фиг. Зв). При обходимость какой"либо подстройки,или . этом показание измерителя 10 свободно калибровки в процессе эксплуатации. от ошибки, создаваемой согласующим иПри измерении расстояния между по- защитным слоями зонда. Введенной таверхностью глаза и его внутренней стру ким образом коррекцией устраняется ктурой возникает дополнительная ошиб" ошибка при измерении расстояния между ка из-за влияния толщины согласующего поверхностью глаза и внутренней струк"Ми защитного слоев зонда на результаты турой и не нарушается точность иэмереизмерений (фиг. 3). ния расстояния между двумя внутренниПри непосредственном контакте ульт" ми структурами, при котором влияние развукового зонда 1 с поверхностью гла согласующего и защитного слоев отсутза не удается получить на эхограмме ствует.отдельные сигналы от ближайших к зон" Сужение генераторного импульса пуду структур глаза. Эти сигналы слива" тем отсекания его начального участка ются с генераторным импульсом, .кото обеспечивается Формирователем 9( фиг. 17 965424 формула изобретения состоящего из преобразователя 11 длительности импульса и транзисторного ключа 12,На вход преобразователя 11 подается импульс синхронизатора 5. При этомна выходе преобразователя 1 возникает импульс, синхронный с импульсом синхронизатора 5, а по длительности- равный времени прохождения ультразву" ком согласующегб и защитного слоев 1 е зонда 1. Этот импульс подается на ключ 12 и управляет им таким образом, что в течение времени двйствия импульса ключ 12 замкнут. При отсутствии импульса на выходе преобразователя 11 и 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 2 ф выходе приемника отсутствует. По окончании импульса на выходе преобразователя 11 ключ 12 размыкается и до прихода следующего импульса синхрониза" цйи не оказывает влияния на выходной 2 З сигнал приемника 3, который беспрепятственно проходит на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки 4.Таким образом, в данном устройствеэф исключена ошибка измерения, возникающая за счет влияния толщины согласующего и защитного слоев ультразвукового зонда 1, обеспечена высокая точность измерений, а также возможность непосредственного измерения внутриглазных расстояний, в результате чего .достиг" нуто повышение точности исследования,Ультразвуковое устройство для офтальмологических исследований, содер"жащее ультразвуковой зонд, соединенный непосредственно с генератором зондирующих импульсови через приемникс электроннолучевой трубкой, синхронизатор, который подключен к генератору зондирующих импульсов и к блокувременной развертки электроннолучевойтрубки;, и генератор маркерных сигналов, соединенный с электроннолучевойтрубкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем,цто, с целью повышения точности исследования путем устранения влияния толщины согласующего и защитного слоевзонда на результаты измерения, оноимеет генератор регулируемой задержки маркеров, включенный между синхронизатором и генератором маркерных сигналов, формирователь, включенный между синхронизатором и приемником, ицифровой измеритель, соединенный с выходом генератора маркерных сигналов.2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем формирова"тель выполнен в виде последовательносоединенных преобразователя длитель"ности импульса и транзисторного ключа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРТ 253999, кл, А 61 В 1 О/00, 1967,965424 3 ащилъьжя 711 Составитель А. МамросенкоРедактор М. Бандура Техред М Тепер Корректор 25/3 Тираж 714 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ак