Осипов Л.В. - Ультразвуковые диагностические приборы (1035679), страница 15
Текст из файла (страница 15)
1 значения максимальной глубины для различных частот датчика примерно соответствуют характеристикам приборов среднего класса. 3. Динамический диапазон. Этот параметр характеризует способность УЗ системы отображать одновременно малые и большие сигналы, передавая различие в их уровне. Количественно динамический диапазон определяется отношением максимального сигнала к минимальному сигналу, отображаемому системой.
Минимальным сигналом является сигнал, превышающий порог чувствительности, о чем подробно говорилось выше. Максимальным отображаемым сигналом считается такой, который еще не «обрезается» сверху, проходя через систему, т.е. изменения этого сигнала на входе приводят к изменению яркости соответствующей отметки на экране. На рис. 6 показан вид зависимости выходных сигналов И„и„от входных сигналов (.),„, а также осциллограммы сигналов на входе 0„„(г) и на выходе 0„„„(т). Сигнал 1 соо.гветствует пороговому уровню (уровню чувствительности), сигнал 2 имеет некоторую среднюю амплитуду, а сигнал 3 является максимальным, так как хоть он и близок к ограничению, однако его малое изменение (обозначено пунктиром) еще может быть передано на выход.
Сигнал 4 системой ограничивается, и его изменение на входе не передается на выход. Особенности работы ультразвуковых сканеров Ультразвуковые диагностические приборы Естественно, чем больше динамический диапазон системы, тем больше информации о различных структурах может быть отображено на экране монитора. С динамическим диапазоном связана понятие контрастной разрешающей способности, которая определяет способность прибора передавать малые различия в уровне сигналов. Особенно важна эта способность для выявления небольших диагностически значимых изменений в характеристиках биологических тканей. Приборы с высокой контрастной разрешающей способностью имеют изображение с «мягкой» картиной, передающей легкие полутоновые различия яркостных отметок.
4. Временная разрешающая способность характеризует способность системы воспринимать и отображать с достаточной скоростью изменение акустических характеристик биологических структур во времени. Особенно важна эта способность при исследовании работы сердца и сосудов в динамике. Временная разрешающая способность определяет вазможность получать информацию о'движущихся структурах в реальном времени. Прежде всего временная разрешающая способность зависит от максимальной частоты кадров прибора в секунду. Так, для исследования работы сердечно-сосудистой системы в динамике частота кадров должна быть не менее 16-20 Гц (1/с). 3.2.
Формирование УЗ луча, передача, прием и обработка сигйалов Укрупненная структурная схема электронного блока УЗ сканера показана на рис. 7. О датчиках подробно говорилось в разделе 2.4. Здесь мы расскажем об основных элементах (узлах) электронного блока, о принципах обработки принимаемых эхо-сигналов, поясним способы улучшения качества изображения, а также дадим информацию об органах управления и регулировки электронного блока.
Формирователь луча Эхо-сигналы, принятые датчиком и преобразованные им в электрические сигналы, поступают в электронный блок на вход формирователя луча. Основное его назначение, как следует из названия, — обеспечивать необходимую форму УЗ луча на передачу и прием.
Формирователь луча — это многоканэльное устройство, соединенное с датчиком кабелем с большим числом проводов (их называют жилами) в соответствии с общим числом элементов пьезопреобразователя. Количество элементов в пьезопреабразователе в зависимости от сложности прибора может меняться для датчиков электронного сканирования в диапазоне от 80 до 612 и выше, таким же будет число соединительных проводов (табл.
2). На входе формирователя луча стоит коммутатор, в котором из большого числа проводов выбирается, как правило, меньшее количество, равное числу каналов приемника и передатчика. Наиболее часто встречающиеся комбинации числа каналов приемопередатчика и элементов пьезопреобразователя даны в табл. 2. В каналах формирователя луча осуществляется Фокусировка на прием путем выставления определенных значений задержек сигналов в каждом из каналов.
Коммугатор на входе формирователя выполняет роль устройства, обеспечивающего сканирование (перемещение) УЗ луча в датчиках линейного и конвексного типа. Сканиро- Глава 3 Таблица 2. Число каналов и число элементов в датчике в приборак различного класса Приемник Приемник, который получает от формирователя луча зхо-сигналы по многим каналам одновременно, дол- Датчики Рос. Т. Структурная схема электронного блока ультразвукового диагностического сканера. 70 Ультразвуковые диагностические приборы ванне осуществляется по сигналам устройства управления сканированием (рис. 7). Если прибор допускает одновременное подсоединение нескольких датчиков, то с помощью дополнительного переключателя каждый из датчиков может подключаться к коммутатору и формирователю УЗ луча.
Выбор того или иного датчика осуществляется по сигналам, поступакхцим от клавиатуры после нажатия нужной клавиши. Передатчик Передатчик, генерирующий сигналы для излучения внутрь исследуемого тела, является многоканальным устройством, которое по каждому из каналов должно передавать на формирователь луча короткие электрические импульсы. Основные задачи, выполняемые передатчиком: — генерировать импульсы как можно меньшей длительности (чем короче импульс, тем лучше продольная разрешающая способность прибора); — обеспечивать амплитуду импульсов необходимого уровня (чвм выше амплитуда, тем выше чувствительность), но не более допустимого с точки зрения безопасности пациента; — осуществлять сдвиг по задержке между импульсами с тем, чтобы был сформирован УЗ луч на передачу с требуемым фокусом; — изменять рабочую частоту импульсов (3,5; 5; 7,5; 10 МГц) в зависимости от выбранного типа датчика. Особенности работы ультрвзвуковы» сканеров 0-3 см 3-6 см 6-9 см 9-12 см 12 — 15 см 15-16 см Рис.
8. Уровень зхо-сигнелое вдоль екустической строки е зависимости от глубины 1. (или времени 0 е — без регулироеки усиления по зонам глубины, б- с регулировкой усиления по зснем глубины, е — полажение попзункоеых регупятсрое усиления по глубине ТВС. Ультразвуковые диагностические приборы 71 жен усиливать эти сигналы, подвергать их определенным преобразованиям, суммировать сигналы всек каналов и подавать суммарный сигнал на сканконвертер. Эхо-сигналы усиливаются в приемнике в 1000-100000 раз по амплитуде (60-100 дБ).
Усиление мажет изменяться по желанию исследователя с помощью ручки общее усиление, или просто усиление (Йа(п) на клавиатуре прибора. Кроме общего усиления сигналов во всех современных приборах имеется возможность регулировки усиления по зонам глубины (ТОЮ вЂ” 6тпе Яа1п соп(го), или 00С вЂ” т)ер1(т яа(п сопзрепва((оп). Основное назначение этих регулировок — компенсировать затухание в различных зонах глубины в зависимости от свойств обследуемой области. Уровень принимаемых эхо-сигналов вследствие затухания существенно уменьшается с глубиной — например, уровень сигнала, получаемого от отражателя (неоднородности) на глубине 10 см, мажет быль в 1000 раз меньше по амплитуде, чем уровень сигнала от того же отражателя на глубине 1 см.
На рис. 8а показан типичный характер изменения уровня эхо-сигналов в зависимости от глубины (. (или, что то же самое, времени прихода эхо-сигналов г). Если не предпринимать никаких мер, то на малых глубинах яркость изображения будет очень большой, в средней зоне ана будет уменьшаться, а на больших глубинах будет совсем низкой. Все это существенно ухудшает качество изображения. Поэтому в приемнике осуществляется регулировка усиления в зависимости от глубины: чем больше глубина, тем больше усиление. Правильная регулировка обеспечивает компенсацию затухания сигнала в зависимости ат глубины таким образом, чтобы максимальные уровни амплитуд эхосигналов были примерно одинаковы во всем диапазоне глубин (рис. Вб).
В этом случае обеспечивается равномерность яркости изображения и высокая диагностическая информативность на всех глубинах. У различных объектов исследования реальный характер изменения затухания с глубиной может сильно от- Глава 3 Да 8(д г) (б ) 8(1, г) Пв ТаС вЂ” — ю-з — — З-9 — — — 9-9, — — — 9-З2 — — — Зю-ЗЗ вЂ” — — ЗЗ вЂ” Зз Рис. а. Уровень зхо сигналоа а зависимости от глубины 1 (или времени Г) при наличии зоны акустическою псевдоусиления а середине области исследования. в — без регулировки уси- ления, 6 — с регулировкой усиления по зонам глубины, и — положение ползунковых регуля- торое ТЕС. 7Я Ультразвуковыеднагностические приборы личаться друг от друга (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
