Устройство для ультразвукового исследования глаза

Устройство для ультразвукового исследования глаза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛП УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛАЗА, содержащее блок управления, ультразвуковой датчик с пьезоэлектрическим преобразователем и приводом линейного механического перемещения пьезоэлектрического преобразователя, соединенным с блоком управления, передающий и приемный блоки, соединенные с датчиком , узел индикации и механическую систему перемещения датчика по двум координатам, отличающеес я тем, что, с целью повьппения .точности исследований путем стабилизации величины деформации глаза, оно снабжено емкостным датчиком, установленным на рабочем торце ультразвукового датчика , и датчиком скорости перемещения, связанньгм через блок управления с приводом, при этом блок управления выполнен в виде последовательно соединенных генератора, мостовой схемы, связанной с емкостным датчиком, выi (Л прямителя, сумматора и усилителя постоянного тока, а также источника опорного напряже«ия, подключенного к входу сумматора через переключатель .

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ (21) 3467466/28-13 (22) 07.07.82 (46) 23.11.83. Бюл..№ 43 (72) С.Л.Чернин, Ф.F..Фридман и А.А.Чевненко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (53) 615.471:617.76-073.4-8(088.8) (56) I. Патент CI>(A ¹ 4154114, кл. 73-629.

2. Авторское свидетельство СССР

¹- 695660, кл, А 61 В 10/00. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛп УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛАЗА, содержащее блок управления, ультразвуковой датчик с пьезоэлектрическим преобразователем и приводом линейного механического перемег(ения пьезоэлектрического преобразователя, соединенным д(д1) А 61 В 10/00; А 61 В 3/10 с блоком управления, передающий и приемный блоки, соединенные с датчиком, узел индикации и механическую систему перемещения датчика по двум координатам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повынения .точности исследований путем стабилизации величины деформации глаза, оно снабжено емкостным датчиком, установленным на рабочем торце ультразвукового датчика, и датчиком скорости перемещения> связанным через блок управления с приводом, при этом блок управления выполнен в виде последовательно соединенных генератора, мостовой схемы, связанной с емкостным датчиком, выпрямителя, сумматора и усилителя постоянного тока, а также источника опорного напряжения, подключенного к входу сумматора через переключатель.

55478

35

1 !О

Изобретение относится к медицин" ской технике и используется в офталь. мологии при ультразвуковом измерении размеров глаза и его структур.

Известно устройство для ультразвукового исследования глаза, содержащее ультразвуковой датчик, передающее и приемное устройство, соединенные с зондом, индикаторный прибор,,двухкоординатный стол, механическое устройство прижима зонда к поверхности. глаза и цифровой измеритель (1) .

Однако данное устройство имеет сравнительно большую погрешность измерения размеров из-эа непостоянного прижимного усилия зонда, и, -как следствие, различной деформации поверхности роговицы глаза.

Наиболее бпиэким техническим решением к изобретению является устройство для ультразвукового, исследования глаза, содержащее датчик с пьезоэлектрическим преобразователем и приводом линейного механического перемещения пьезоэлектрического преобразователя, соединенные с блоком управления, передающий и приемный блоки, соединенные с датчиком, узел индикации и механическую систему перемещения датчика по двум координатам (2f .

- Однако известное устройство не обеспечивает постоянную величину деФормации глаза при разных значениях виутриглазного давления," что влечет за собой увеличение погрешности при .изменении внутриглаэиого давления.

Целью изобретения является повышение точности исследований путем стабилизации величины деформации глаза.

Для достижения поставленной цели устройство для ультразвукового исследования глаза, содержащее блок управления, ультразвуковой датчик с пьезоэлектрическим преобразователем и приводом линейного механического перемещения пьезоэлектрического преобразователя, соединенным с блоком управления, передающий и приемный блоки, соединенные с датчиком, узел индикации и механическую систему пе-; ремещения датчика по двум координатак, снабжено емкостным датчиком, установленным на рабочем торце ультразвукового датчика, и датчиком скорости перемещения, связанным через блок управления с приводом, при этом блок управления выполнен в виде пос"

t5

25 ледовательно соединенных генератора, мостовой схемы, связанной с емкостным датчиком, выпрямителя, сумматора и усилителя постоянного тока, а также источника опорного напряжения, подключенного к входу сумматора через переключатель.

На фиг., 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — конструкция системы перемещения ультразвукового зонда; на фиг. 3 — конструкция измерителя величины деформации.

Устройство содержит ультразвуковой датчик с пьезоэлектрическим преобразователем 2, передающий 3 и приемный 4 блоки, узел 5 индикации, измеритель 6 с цифровой индикацией, механическую систему 7 перемещения по двум координатам, систему 8 перемещения ультразвукового датчика и блок 9 управления.

Устройство снабжено емкостным датчиком 1О величины деформации, установленным на рабочем торце ультразвукового датчика, а система 8 перемещения выполнена в виде связанных электрически через блок 9 управления электромеханического привода 11 и датчика !2 скорости перемещения. Блок 9 управления выполнен в виде последовательно связанных генератора 13,.мостовой схемы 14 измерителя величины деформации, выпрямителя 15, сумматора 1б и усилителя

17 .постоянного тока, а также источника 18 опорного напряжения, подклю ченного к входу сумматора 1б через переключатель 19.

Емкостной датчик соединен с блоком 9 управления, Ультразвуковой датчик состоит из пьезоэлектрического преобразователя .

2, на который нанесен согласующий и защитный слой и слой демпфера. Ультразвуковой датчик 1 установлен на подвижной платформе 20. Датчик 1 электрически соединен с передающим

3 и приемным 4 блоками. Датчик 1 обеспечивает излучение ультразвукового импульса и прием отраженных сигналов в паузах между моментами излучения. Передающий блок 3 обеспечивает импульсное возбуждение пьезоэлектрического преобразователя 2, Приемный блок 4 осуществляет усилие и детектирование отраженных сигналов, принятых датчиком !. Отраженные сигналы усиливаются до величины, дос1055478 4 ки 27 покрыты тонким слоем диэлектрика. Дорожки 27, замыкающиеся в центре круглой подложки 26, образуют одну обкладку конденсатора, дорожки замыкающиеся с внешней стороны по кругу, образуют вторую обкладку конденсатора, Датчик 10 (*иг,2) величины деформации установлен на торце ультразвукового датчика 1 перед пьезоэлектрическим преобразователем 2.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства запускается генератор 13 блока 9 управления, который выдает на мостовую схему 14 измерителя переменное напряжение синусоидальной формы. В исходном состоянии мостовая схема 14 измерителя сбалансирована, и ее выходной сигнал равен нулю.

Положительный сигнал источника 18 опорного напряжения через переключатель 19 и сумматор 16 поступает на

25 усилитель 17 постояннОГО тока. Усиленный по току сигнал поступает на катушку. соленоида 23 электромеханического привода 11, и якорь 24 с подвижной платформой 20 и ультразвуко30 ным датчиком 1 перемещается в крайнее от глаза положение, Перед началом исследования голову пациента фиксируют. Это может быть сделано с помощью фиксирующего устройства для щелевой лампы, например, 35 типа ШЛ56. Голова пациента фиксируется в рамке, плотно прилегая к налобнику. таточной для отображения на узле 5 индикации. Измеритель 6 с цифровой индикацией предназначен для измере— ния расстояний между двумя отраженными от структур глаза сигналами и представления результата в цифровой форме, Система 8 перемещения предназначена для плавного перемещения датчика t к глазу, обеспечения хорошего акустического контакта датчика 1 с глазом, задания величины деформации поверхности роговицы глаза датчиком 1 и стабилизации величины этой деформации при измерений рассто яний измерителем 6.

Электромеханический привод 11 системы 8 перемещения представляет собой подвижную платформу 20 с установленным на ней датчиком 1, которая перемещается на шарикоподшипниковых опорах 21 относительно корпуса 22.

- Двигателем линейного перемещения платформы 20 является соленоид 23, якорь 24 которого механически соединен с подвижной платформой 20, а катушка соленоида 23 установлена на корпусе 22. Соленоид 23 подключен к усилителю 17 постоянного тока блока

9 управления, Индукционный датчик 12 скорости перемещения {фиг.2! представляет собой катушку, устаповленную на корпусе 22, внутри которой перемещается постоянный магнит 25 ь жестко связанный с подвижной платформой 20. Электрический сигнал, наводимый в катушке датчика 12, пропорционален скорости перемещения подвижной платформы 20. Датчик 12 скорости перемещения подвижной плат- 40 формы 20 подключен к блоку 9 управления таким образом, что перемещение подвижной платформы 20 с датчиком к глазу создает в нем сигнал положительной амплитуды, а перемещение от 45 глаза — сигнал отрицательной амплитуды. Датчик 12 скорости перемещения предназначен для демпфирования по скорости подвижной платформы 20, что обеспечивает плавное перемещение датчика 1.

Емкостной датчик 10 представляет собой электрическую подложку 26(фиг. 3) круглой формы из акустически прозрачного материала, на которую нанесены токонедущие дорожки 27, расходящиеся от центра в радиальном направлении, Сверху токоведущие дорожСистему 8 перемещения ультразвукового датчика 1 устанавливают перед глазом вдоль его оптической оси с помощью механической системы 7 перемещения. Так чтобы расстояние от торца ультразвукового датчика 1 до глаза было 5-10 мм. Переключателем

19 меняют полярность сигнала от источника 18 опорного напряжения с положительной на отрицательную. Пройдя через сумматор 16 и усилившись н усилителе 17, этот Отрицательный сигнал изменяет направление перемещения электромеханического привода

11. Подвижная платформа ?О с датчи- ком 1 движется к глазу. При ее дви" женин постоянный магнит 25 наводит в датчике 12 скорости перемещения положительный сигнал который подается на вход сумматора 16, где складывается с отрицательным сигналом, 1055478 Ф глаз и внутрнглазным давлением, действующим со стороны глаза на датчик

1 при заданной величине деформации поверхности роговицы, а затем осуществляется ультразвуковое измерение размеров глаза, поступающим о3 источника 133 опорного напряжения. Б результате этого ка выходе сумматора 16 поддерживается сигнал, управляющий электромеханическим приводом 11 через усилитель 17 таким образом, чтобы обеспечивалось плавное перемещение датчика 1 к глазу., т.е. датчик 32 скорости перемещения осуществляет демпфирование rto скорости системы 8 перещения.

При контакте ультразвукового датчика 1 с поверхностью роговицы глаза изменяется диэлектрическая про" кицаемость среды между обкладками

27 и., следовательно, емкость датчика 10, мостовая схема 34 измерителя разбалансируется, сигнал переменного напряжения с выхода мостовой схемы 14 измерителя через выпрямитель 15 поступает на вход сумматора 16, где складывается c"отрицательным сигналом от источника 38 опорного напряжения. Таким образом, величина отрицательного сигнала на выходе сумматора 16 уменьшается на величину сигнала, выпрямленного от разбалансированной мостовой схемы 14, и уменьшается сигнал управления электромеханическим приводом 31. Усилие, разви-, 30 ваемое электромеханическим приводом уменьшается.

При определенной деформации поверхности роговицы глаза датчиком 1 сигнал с разбалансированной мостовой схемы 34 измерителя уменьшает от-N ркцательиый выходной сигнал сумматора 36 настолько, что усилие, развиваемое электромеханическим приводом и действующее через датчик l ыа глаз, сравнивается с усилием, дейст- вующим со стороны глаза на датчик 1, движение которого при этом прекращается. Сигнал датчика 12 скорости перемещения становится равным нулю.

Устанавливается динамическое равно- 45 весне между давлением датчика 1 на

Передающий блок 3 выдает мощный электрический импульс, возбуждающий ультразвуковые и электрические колебания в датчике i. При акустическом контакте датчика 1 с,исследуемым глазом импульс ультразвуковых колебаний распространяется в глазу прямолинейно, отражаясь от расположенных структурных неоднородностей. Отраженные ультразвуковые импульсы достигают датчика 1, преобразуются им в импульсы электрических колебаний н поступают на вход приемного блока 4. В приемном блоке 4 происходит усилие к детектирование принятых сигналов, С выхода приемного блока 4 сигна-. лы подаются на узел 5 индикапии, на экране которого формируется эхограмма из отраженных от структуры импульсов, положение которых на горизонтальной временной оси определяется глубиной залегания отражающей структуры. Одновременно с выхода приемного блока 4 сигналы подаются ка измеритель 6 с цифровой индикацией, который осуществляет измерение расстояния между отраженными импульсами. После проведенных измерений переключателем l9 блока 9 управления изменяют полярность источ- ника 18 .опорного напряжения с отрицательной на положительную, и электромеханический привод 31 плавно отводит ультразвуковой датчик 1 от глаза. Измерение закончено.

Изобретение обеспечивает повышение точности измерения параметров глаза н исключает неприятные ощущения для исследуемого пациента, вызываемые потоком воздуха нз сопла.!

055478

1055478

1055478

Составитель О.Левин

Редактор В. Данко Техред Й.1 ергель Корректор A.Ïoâõ

Заказ 9185/7 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раутская наб., д. 4/5 >илнал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4