Способ определения акустического затухания и устройство для его осуществления

Способ определения акустического затухания и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской ультразвуковой диагностике. Цель - повышение точности. Способ заключается в передаче на исследуемый объект ультразвукового сигнала, приеме и разделении эхосигнала на временные интервалы, соответствующие слоям биоткани. Формируют путем амплитудной дискретизации эхосигнала с постоянной установкой импульсную последовательность, подсчитывают импульсы на каждом таком интервале, по ним 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, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4156550/28-14 (22) 08.12.86 (46) 07.07.89, Бюл. И 25 (7 1) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) И.К. Газа, М.I0. Нечаева и А.Ф. Родимов (53) 615. 475 (088. 8) (56) Нарайна П.А, и др, Измерение затухания методом счета нулей.—

Ультразвук в медицине и биологии, 1984, т. 10, В 6, с. 715-718.

Патент США У 4475395, кл. С 01 N 29/04, опублик. 1984, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ЗАТУХАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕ СТВЛЕ НИЯ (57) Изобретение относится к меди„„SU„„1491457 А 1 . (S1) 4 А 61 В 8/00

2 цинской 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 saпуска, шину 5 уставки. 2 с.п.ф-лы, 2 ип.

14914э7 вале, по ним определяют среднюю частоту дискретизации и вычисляют коэффициент о(акустического затухания по выражению (f, + — -A)

Ь F

fp 7! К

2b z, где центральная частота спектра; эффективная ширина спектра; средняя частота дискретиза— ции приведенное значение уставкиэ коэффициент формы закона распределения производной сигнала; двойная толщина слоя биоткани, b

0 где б — среднеквадратическое отклонение сигнала;

Я, — величина уставки.

Амплитудная дискретизация непрерывного сигнала с постоянной уставкой ипи с предсказанием полиномом нулевой степени заключается в запоминании отсчета х сигнала (фиг,2), о в последующем вычислении модуля теИзобретение относится к ультразвуковой медицинской диагностической аппаратуре.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей °

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 диаграмма дискретизации, Способ осуществляется следующим образом.

В направлении на исследуемый объект направляют и передают ультразвуковой сигнал, принимают импульсную последовательность 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 эхосигнала с постоянной уставкой, подсчитывают импульсы на каждом временном интеркущей разности If() I = Ix(t) между сигналом и запомненным отсчетом, в непрерывном сравнении этой разн сти с постоянной величиной называемой уставкой погрешности предсказания, и в формировании команды на запоминание следующего отсчета при выполнении равенства If(t)I

Такая адаптивная временная дискретизация сокращает избыточность информации.

Устройство для реализации способа содержит передатчик, приемник

15 (не показаны), соединенный через блок 1 обработки со счетчиком 2 импульсов, и распределитель 3 импульсов, входом подключенный к шине 4 запуска, а выходом — к входам сбро20 са счетчиков 2 импульсов, управляющие входы которых подключены к управляющим выходам распределителя 3 импульсов, при этом блок 1 обработки выполнен в виде амплитудного дис25 кретизатора, второй вход которого подключен 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 вычитания соединен с входом дискретизатора, З5 второй вход блока сравнения соединен с шиной уставки. устройство определения акустического затухания работает следующим образом.

40 I

На шину 4 запуска поступает импульс, который запускает распределитель 3 импульсов, на выходе сброса которого при этом вырабатывается

45 короткий импульс, устанавливающий счетчики 2 в нулевое состояние. Вслед за этим на его первом управляющем выходе появляется импульс, разрешающий счет в первом счетчике 2. Дли50 тельность этого управляющего импульса соотнесена с толщиной первого по глубине слоя исследуемой акустической среды. В это время «а вход амплитудного дискретизатора непрерывно подается напРяжение пропорциональное отраженному от среды ультразвуковому сигналу, а на второй вход поступает напряжение, пропорциональное величине уставки погрешности предска14914

«алия, на 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- 25 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 3д случае цикл работы устройства,повторяется.

Амплитудный дискретизатор работает следующим образом.

На вход блока памяти непрерывно

35 поступает напряжение входного сигнала устройства. По импульсному сигналу, вырабатываемому на выходе блока сравнения, в блоке памяти, который представляет собой, например, запо- 40 минающий конденсатор с электронным ключом, запоминается отсчет сигнала.

Напряжение, соответствующее этому отсчету, непрерывно вычитается из напряжения входного сигнала. Образу- 45 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 на второй вход блока сравнения, последний вырабатывает импульс, поступающий на выход амплитудного дискретизатора и на второй вход блока памяти, в котором при этом запоминает( ся следующий отсчет сигнала. Рас57

6 пределитель 3 импульсов содержит формирователи импульсов и ждущие мультивибраторы (ЖМ). Вход первого формирователя подключен к входу перно) о

И 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 ЖИ.

Результат, содержащийся в счетчиках 2 импульсов, представляст собой код величины, однозначно связанной с характеристиками затухания, расчет которых можно провести при использовании специализированной

ЦВИ, включаемой в систему медицинского диагностирования биообъектов.

Формула изобретения

b Рау )

fî 17 К

Р

2Ь z — центральная частоТа спектра; — эффективная ширина спектра; — средняя частота дискрети- зации; — приведенное значение уставки;

- коэффициент формы закона распределения производной сигнала; — двойная толщина слоя биоткани. где

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 шийся 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 d акустического затухания по выражению

1491457

+ - нудеже значения сигнала л®

° — аболтибные отсчеты сигнала,г(г) Щ Г

Составитель В. Аниськин

Техред Л. Олийнык Корректор A. Обручар

Реда ктор F.., Папп

Заказ 3776/6 Тираж 643 Подписное

9НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. 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, второй вход которого подключен к шине задания уставки.