Осипов Л.В. - Ультразвуковые диагностические приборы (1035679), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Кроме того, сканконвертер заполняет пустые элементы изображения, те те в которых нет информации об амплитуде. Такие ситуации имеют место на средних и больших глубинах, когда оси лучей расходятся достаточно далеко друг от друга при конвексном и фазированном сканировании.
На рис. 11 в выделенном и увеличенном кружке А показаны пустые элементы изображения 2 и 3 между элементами 1 и 4, расположенными на осях лучей и по этой причине имеющими измерения амплитуд сигналов. Чтобы изображение воспринималось слитно, без пустот, элементам 2 и 3 приписываются амплитуды, вычисленные на основе известных амплитуд в точках 1 и 4 с помощью линейной интерполяции. Глава 3 Считывание Запись Рис. 12.
Устройство цифровой многострвничной памяти. темпе (отличном от темпа сканирования), который необходим для получения изображения в телевизионном стандарте(см. рис. 12). С каждым новым циклом сканирования происходит запись нового кадра за счет вытеснения информации полученного ранее кадра. Память строится по многостраничному принципу, причем в каждой странице хранится информация, соответствующая одному кадру, т.е. полученная в результате одного цикла сканирования. Обычно в одной странице памяти содержится 512 х 512 элементов изображения, в каждом из которых фиксируется в двоичном коде амплитуда сигнала.
Количество разрядов для амплитуды — 7 или чаще 8, что соответствует 128 или 256 градациям яркости (градациям серого) при отображении. В приборах высокого класса память на кадр может иметь 1024 х 512 и более элементов. В памяти хранится не менее 2 — 4 последних кадров.
По желанию оператора можно «заморозить» последний кадр изображения, т.е. остановитьсканирование и непрерывносчитывать и отображать последний кадр на дисплее. В приборах среднего и высокого класса число запоминаемых кадров может составлять несколько десятков, и оператор может находить нуж- ные ему кадры, «перелистывая» страницы памяти (тгапте птегпогу). Для анализа быстропротекающих динамических процессов, например для исследования работы сердца, используется режим кинопвмяти (с(пе гпегпогу, с(пе 1оор, о)пе геч(евв], в котором запоминается большое число (несколько десятков) кадров изображения, полученных в реальном времени, т.е.
с высокой частотой кадров. Далее можно медленно последовательно просматривать эти кадры, восстанавливая отдельные фазы исследуемого процесса. Устройство памяти позволяет реализовать очень важный метод повышения качества изображения, который называется «усреднение по кадрам» (бегаете ауега9(пд, Фгате согге!а1)оп). Суть метода в том, что при последовательной смене кадров изображения в процессе сканирования предпоследний кадр не полностью заменяется последним: частично, в ослабленном (по амплитуде) виде.
он остается на экране, складываясь с последним кадром. Это в принципе похоже на используемый в телевидении метод медленной смены изображений, когда старое изображение постепенно «таеттч уступая место новому, все более яркому. Усреднение по кадрам — очень эффективный метод, улучшающий наблюдение слабых сигналов (за счет эффекта накопления информации), снижающий уровень шумов и лучше передающий полутона изображения. Основной недостаток метода усреднения по кадрам — снижение реальной частоты кадров, тем более заметное, чем выше уровень усреднения (уровень корреляции кадров).
Это не позволяет его применять при исследовании движущихся структур, например при исследовании динамики работы сердца. Особенности работы ультразвуковых сканеров Ультразвуковые диагностические приборы Монитор Для отображения акустического изображения и служебной информации вУЗ сканерахобычно используется телевизионный монитор черно-белого изображения. В соответствии с принципом формирования телевизионного изображения электронный луч последовательно пробегает по горизонтальным строкам на экране, меняя яркость свечения в отдельных элементах экрана пропорционально амплитудам эхо-сигналов, зафиксированным в устройстве памяти. Количество строк на экране составляет 525 (американский телевизионный формат) или 625 (европейский телевизионный формат). С целью повышения качества изображения в приборах среднего и высокого класса иногда применяется телевизионный стандарт высокой четкости с удвоенным против обычного количеством строк.
Смена телевизионных кадров на экране происходит с частотой 60 Гц (американский стандарт) или 50 Гц (европейский стандарт). Не надо путать частоту телевизионных кадров с частотой акустических кадров, которая определяется скоростью сканирования и обычно может изменяться в пределах от 5 до 60 Гц. Смена телевизионных кадров с частотой 50-60 Гц воспринимается глазом как мерцание экрана с этой же частотой, что приводит к утомлению исследователя. Поэтому в современных приборах все чаще используются мониторы, работающие с большей частотой кадров. Один из способов решения атой проблемы — применение компьютерных мониторов, у которых частота смены кадров более 70 Гц (см. главу 6). Управление режимами ипанельуправлеиия Оперативное управление работой всех элементов и узлов электронного блока осуществляется с помощью основного процессора в соответствии с программой, разработанной индивидуально для данного прибора.
Кроме основного процессора, в зависимости от сложности прибора могут использоваться дополнительные процессоры, например для управления сканированием, выполнения функций сканконвертера, обработки результатов измерений и т.д. Врач-исследователь управляет работой прибора с помощью панели управления. К сожалению„к настоящему времени отсутствует унификация панелей управления по номенклатуре клавишей и ручек, их расположению и обозначению команд и режимов управления.
Приборы различных фирм-изготовителей используют различающиеся панели управления, и поэтому ознакомиться с каждой из них как следует можно, только изучив инструкцию по эксплуатации прибора. 3.3. Фокусировка УЗ луча Понятие о фокусировке В этом разделе рассказывается об очень важных характеристиках УЗ систем. Несмотря на некоторую сложность понимания принципов фокусировки, ясное представление о них должен иметь каждый специалист, работающий с УЗ прибором. Выше уже говорилось, что поперечная разрешающая способность УЗ диагностической системы и, следовательно, качество изображения зависят от ширины УЗ луча. Луч, формируемый плоским одноэлементным преобразователем, имеет вид, показанный на рис.
13. Точка Р на центральной оси луча, где ширина луча минимальна, называется фокусом. Зона от поверхности преобразователя до фокуса называется ближней, Глава 3 УЗ преобразователь Бли з Изме уро сит все уча имум гнала Уровень 0,5 тносительно максимума ТВ Ультразвуковые диагностические приборы Рво. 1З. УЗ луч, формируемый плоским преобразователем. зона далее фокуса соответственно называется дальней. Ширина луча в ближней зоне практически такая же, как размер О преобразователя.
Луч в дальней зоне имеет форму конуса с вершиной в центре преобразователя. Напоминаем, что, говоря о форме луча, мы имеем в виду, что границы луча, изображенные на рис. 13, обычно проводятся по некоторому определенному уровню мощности сигнала. Это означает, что мощность сигнала в любой точке внутри луча отличается от максимальной, измеряемой на оси, не более чем на определенную величину (например, на 50%). За пределами луча сигнал имеет меньший уровень. Размер УЗ преобразователя, как правило, находится в пределах от 7 до 25 мм (для датчиков с малой частотой размер больше, чем для датчиков с большей частотой).
Соответственно тот же размер имеет ширина УЗ луча в ближней зоне. По этой причине поперечная разрешающая способность в ближней зоне очень плохая: поперечный размер элемента изображения 7-25 мм совершенно не годится для получения качественной картины. В зоне фокуса Е и в дальней зоне угловая ширина луча а определяется величиной -Х/О, где Х вЂ” длина волны УЗ колебаний, 0 — размер преобразователя.
Размер О выбирается таким абразом, чтобы обеспечить по возможности малую угловую ширину луча а. Однако, если преобразователь плоский, то фокус Р расположен далеко и большую часть глубины исследования занимает ближняя зона с широким лучом и плохой поперечной разрешающей способностью. Все сказанное относится не только к одноэлементным УЗ преобразователям, но и ко многоэлементным преобразователям, которые используются в датчиках с линейным, конвексным и фазированным сканированием.
С ними также нельзя получить хорошую поперечную разрешающую способность в ближней зоне, если не предпринимать специальные меры. Вследствие указанных причин в УЗ диагностических системах применяется фокусировка УЗ луча. Принцип фокусировки проще пояснить на примереодноэлементного преобразователя. Если вместо плоской формы придать поверхности преобразователя сферическую форму, то фокус Р приблизится к поверхности преобразователя (рис. 14а). Фокус будет располагаться тем ближе, чем меньше радиус кривизны )1 сферической поверхности преобразователя. Рисунки 146 и 14в иллюстрируют сказанное.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
