Технические науки / 6.Электротехника и радиоэлектроника

Иванская Т.И., канд. техн. наук Дмитриева Л.Б.

Запорожская государственная инженерная академия, Украина

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАТЧИКА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДИАГНОСТИЧЕСКОГО СКАНЕРА

В последние годы ультразвуковые диагностические сканеры быстрыми темпами становятся все более сложными и высокоорганизованными системами. Это обусловливает необходимость глубокого изучения и понимания физических и технических основ работы данной техники специалистами, работающими в области наладки и обслуживания ультразвуковой диагностической аппаратуры.

Одним из направлений ультразвуковой визуализации являются методы, основанные на эффекте Допплера[1,2]. Эти методы являются эффективным средством неинвазивного исследования характеристик движения тканей в организме человека и широко применяются в кардиологии и сосудистой диагностике. Именно неинвазивность и высокие разрешающие способности дали толчок для бурного развития этого направления ультразвуковой диагностики.

В медицинских ультразвуковых приборах источник и приемник сигналов объединены в датчике прибора, т.е. излучение и прием сигналов происходит в одном месте. При излучении ультразвука внутрь биологических структур ультразвук отражается и рассеивается на их неоднородностях. Эхосигналы, отражаемые в сторону датчика, принимаются находящимся в датчике ультразвуковым преобразователем, который является приемником эхосигналов. Если наблюдаемые биологические структуры неподвижны, эхосигналы от них не имеют частотного сдвига. В случае же движения биологических структур в

Рисунок 1 - Электрическая схема блока излучения-приема импульсно-волнового допплеровского измерителя скорости кровотока

эхосигналах появляется частотный сдвиг, изменяющий значение частоты эхосигнала по сравнению с частотой излучаемого ультразвукового сигнала.

Одним из основных узлов любого ультразвукового диагностического прибора является ультразвуковой преобразователь. Он входит в состав датчика, и от него в существенной мере зависит качество получаемой информации.

Сложность работы для врача состоит в необходимости манипулирования датчиком и его ориентацией для того, чтобы в ультразвуковой луч датчика попал только один наблюдаемый сосуд и был выбран нужный угол наблюдения. Поэтому система излучения-приема ультразвукового диагностического прибора нуждается в усовершенствовании.

В настоящей работе смоделирована электрическая схема блока излучения-приема импульсно-волнового допплеровского измерителя скорости кровотока (рис.1).

Умножитель А1 предназначен для умножения сигналов синусоидального генератора и формирователя пачек импульсов. Усилитель, собранный на транзисторах VT1 и VT2 предназначен для усиления мощности сигнала, подаваемого на вход пъезопреобразователя.

Прием сигнала осуществляется с помощью зарядочувствительного усилителя для пъезодатчика, представленного на схеме. Выходы 3 подключаются к пъезоэлектрическому преобразователю. Выходы 1 и 2 подключаются к анализатору спектра. Импульсы с формирователя приемных стробов используется в схеме анализатора для выделения отраженных сигналов с заданной глубины. Приемное устройство должно осуществлять прием по возрастающему фронту синхронизирующего сигнала

Литература.

1. Хилл К. Применение ультразвука в медицине: физические основы / Пер. с англ.-М.: Мир, 1989.-190с

2. Митьков В.В., Зыкин Б.И., Буланов М.Н. Ультразвуковая ангиография// Медицинская визуализация.- 1996.- №2.- С.4-13.