ржевкин (Раздаточные материалы), страница 2

По'соотношению (4) при Vmax =2,5 м/с, f 0 =5 МГц максимальный доплеровский сдвигΔf =16,6 кГц. Приравнивая к ширине резонансного пика Δf 0.707 в соответствии с (11),для добротности АЭП получимQ=f 0'Δf 0.707=5000 кГц/16,6 кГц = 303.Второй параметр – полоса линейного преобразования детектора – не являетсяопределяющим.Точность определения мгновенной скорости кровотока обычно составляет10...15%, что вполне удовлетворительно при измерениях на биообъекте, имеющембольшую вариабельность. Большая точность вряд ли может привести к существенномуповышению качества диагностики сердечно-сосудистых заболеваний. Точность восновном определяется стабильностью частоты задающего генератора в передающемтракте и параметрами частотного детектора в приемном тракте.5.4.

Импульсно-доплеровский измеритель скорости кровотокаНаиболее существенное ограничение ДПНИ — отсутствие пространственногоразрешения, т.е. возможности разделить доплеровские сигналы из различных точек впределах пучка. Если на пути пучка находятся два сосуда, то доплеровский сигналпредставляет собой смесь сигналов от обоих сосудов. Невозможно также разделить искорости в различных точках одного сосуда, т. е. измерять профиль скоростей.Для решения этой задачи был создан импульсный измеритель скорости кровотока,блок-схема которого представлена на рис. 5.

Пространственное разрешение достигаетсяблагодаря периодическому излучению короткого (несколько колебаний) импульсаультразвука (частота повторения импульсов задается синхронизатором, а канал излученияоткрывается на время импульса) и использованию смесителя, в котором опорнымсигналом служит задержанный во времени излученный сигнал (или эквивалентная«выборка» из принятого сигнала). Так как излучение и прием разнесены во времени, взонде можно использовать один преобразователь. Такое устройство чувствительно ккровотоку лишь внутри некоторой области в пучке (в измерительном объеме).

При этомвремя распространения излученного импульса до этого объема и обратно равно задержке80между выборками излученного и принимаемого сигналов.Таким образом, изменением задержки измерительный объем можно перемещатьвдоль оси пучка и использовать это для раздельного наблюдения кровотока на различныхглубинах или в различных точках по сечению сосуда.

Ширина измерительного объемаопределяется шириной пучка, а длина – длительностью излучаемого импульса,длительностью опорного импульса и временными характеристиками схемы смесителя.ДисплейРис. 5815.5. Описание экспериментальной установки7ип342615Рис. 6На рис. 6 изображена схема стенда для тарировки показаний УЗД прибора приламинарном течении жидкости. Здесь и далее в качестве жидкости, моделирующейцельную кровь, используется вода насыщенная измельченным порошком известняка.Стенд состоит из резервуаров 1 и 2; трубопровода 4; электрического насосацентрифужного типа 3. Питание насоса обеспечивает источник питания 7.

В держатель 5под углом 45о к зафиксированной оси трубопровода крепится датчик измерителя скоростикровотока 6. Зная расход воды за определенный промежуток времени, легко определитьлинейную скорость движения жидкости v:v=где1 Vt πr 2V – объемный расход жидкости за время t;r – радиус трубопровода в зоне под датчиком.Порядок выполнения работы1. Ознакомиться с методическими указаниями к лабораторной работе и с описаниеммультичастотного доплеровского прибора EME TC2-64;2. Заполнить резервуар (1) водным раствором известняка;3. Погрузить насос (2) в резервуар (1);824.

Погрузить конец трубки (4) в приемный резервуар;5. Нанести гель на излучающую поверхность датчика (6) и поместить датчик в держатель(5);6. Включить УЗ доплеровский прибор (8) и перевести его в режим измерений скоростейв соответствии с инструкцией;7. Последовательным нажатием клавиш «ZERO» и «SCALE» установить максимальнуюразвертку по скорости (150 см/с);8. Нажатием клавиш «UP» и «DOWN» установить глубину сканирования прибора на 10см;9.

Включить источник питания (7) насоса и установить ограничение по току не более 8А;10. Увеличивая значение напряжения на ИП, запустить насос;11. По завершению переходных процессов в течении жидкости (при достижении уровняводы нижней отметки) запустить таймер;12.

Зафиксировать среднее значение скорости на доплеровском приборе;13. Остановитьтаймерпридостиженииуровняводывприемномрезервуарефиксированной отметки;14. Остановить работу насоса отключением питания;15. Рассчитать значение линейной скорости течения жидкости в трубке (диаметр трубкипод датчиком – 4,3 мм);16. Повторить измерения, начиная с пункта 1, при неизменных настройках источникапитания;17. Провести статистическую обработку результатов;18.

Сравнить результаты измерения скорости течения жидкости в трубке прибором и наоснове расчетов. Сделать выводы.Отчет по лабораторной работе должен содержать:1. Схему экспериментальной установки;2. Результаты расчетов и измерений, статистически обработанные и сведенные втаблицу;3. Выводы по лабораторной работе.Литература1. Николаев Г.А., Лощилов В. И. Ультразвуковая технология в хирургии. - М.: Медицина,831960. - 272 с.2. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний.

- М.: Высшая школа,1972. - 416 с.3. Ультразвук: Маленькая энциклопедия /Под ред. И.П. Голяминой. - М.: Сов.энциклопедия, 1979. - 400 с.4. Исакович М.А. Общая акустика. - М.: 1973. - 412 с.5. Atkinson P., Woodcock J.P. Doppler Ultrasound and its use in Clinical Measurement.London: Academic Press, 1982 – 288 p.6. Применение ультразвука в медицине. Физические основы /под.

ред. К.Хилла. – М.:Мир, 1989. - 568 с.ПриложениеОписание прибора EME TC2-64В лабораторной работе используется мультичастотный доплеровский приборEME TC2-64 для измерения скорости кровотока.Рис. 1. Размещение секций управления на лицевой панели TC264.Управление прибором осуществляется через лицевую панель или пультдистанционного управления, подключающийся через соответствующий разъем.

Лицеваяпанель прибора представлена на рис.1. Помимо переключателя «Вкл./выкл.» на лицевойпанели TC2-64 располагаются три секции:1. секция управления измерениями;2. секция управления звуковыми возможностями;3. секция управления параметрами излучателя.84Секция 1 состоит из дисплея, отображающего информацию о ходе измерений, и кнопокуправления, позволяющих настраивать режимы работы прибора и проводить измерения.Вид дисплея прибора показан на рис.2, а назначение элементов дисплея приведено втабл.1.Привключенииприборанадисплей выводится приглашениедлявводаидентификационногономера пациента (ID), ввод IDосуществляетсяпоследовательногопосредствомвводацифрвыеденных на экран.Рис.

2. Дисплей секции измерений TC2-64.Табл. 1. Назначение элементов дисплеяПозиция ОбозначениеAИндикатор глубины измерений, ммBКурсор измерений и индикатор положения курсора измеренийCОсь времениDОсь скоростей или доплеровских сдвиговEИндикатор развертки времениFИндикатор условно положительного направления скорости теченияGСреднее значение скорости, см/с или доплеровский сдвиг, кГц за 1 сHИндекс пульсаций потока жидкостиIИндикатор левой/правой стороныJИндикатор предустановленных режимов измеренийKИндикатор частоты доплеровского излучателяLИндикатор ID пациентаДля управления измерениями и переключения режимов работы приборапредусмотрена панель управления, изображенная на рис. 3.85Назначение элементов панели управления:2.

UP – повышение глубины излучения;3. DOWN – понижение глубины излучения;4. ZERO – фиксация положения нуля;5. SCALE – выбор масштаба оси скоростей;6. FREEZE – режим стоп-кадр;7. SWEEP – выбор развертки оси времени;Рис. 3. Панель управления8. DIR – выбор направления измерения;9. PRINT – распечатка результатов.Данный прибор предоставляет результаты измерения в двух режимах:– измерение мгновенной и средней линейной скорости кровотока (см/с),– измерение значений доплеровского сдвига (кГц).Переключение между режимами работы осуществляется путем одновременногонажатия клавиш SCALE и DIR, по умолчанию прибор измеряет скорость кровотока.Расчет среднего значения осуществляется путем интегрирования эпюры мгновенныхзначений (рис.

4). Обновление среднего значения осуществляется после каждой полнойвременной развертки.VVtРис. 4 Расчет среднего значения скорости кровотокаВ TC2-64 реализован алгоритм автоматического расчета индекса пульсаций PI,позволяющего определить величину разброса мгновенных значений линейных скоростейкровотока. Индекс пульсаций (PI) определяется по следующей формуле:PI = (Vs − Vd ) / Vm ,где Vs, Vd, Vm – систолическая, диастолическая и средняя скорости кровотока,86соответственно (см/с).Точность расчета среднего значения скорости и индекса пульсаций существеннозависит от уровня шумов в регистрируемом сигнале.Секция 2 предназначена для управления громкостью звукового сопровождения.Секция 3 позволяет изменять интенсивность излучения и регулировать усиления сигналапоступающего на датчик, что позволяет устранить влияние шумов на выходной сигнал.На боковой стороне прибора располагается блок выбора датчика.

С помощьюпереключателя осуществляется выбор одного из трех датчиков и соответствующейрабочей частоты излучателя (2, 4 или 8 МГц).87.