Диссертация (1139826), страница 19
Текст из файла (страница 19)
В данном способеиспользуетсяэлектронныймикрометрсустановленнойнанемизогнутой иглой под прямым углом [145].На рисунке 60 представлен проект измерения толщины стенкикровеносного сосуда с использованием изогнутой иглы.134Рисунок 60. Способ определения размеров кровеносныхсосудов человека и устройство для его осуществления:1 – сосуд; 2 – кровь; 3 – большой изгиб иглы; 4 – шпиндель; 5 –прямая часть иглы; 6 – малый изгиб иглы; 7 – индикатор; 8 – барабан; 9 трещотка; 10 – табло управления; 11 – гнездо держателя; 12 – скобамикрометра; 13 – пятка микрометраНа рисунке 61 продемонстрировано положение иглы, при которомэлектронный микрометр показывает нулевое значение.Перед измерением размеров кровеносного сосуда последнийнеобходимо оголить. Игла имеет два изгиба, большой (3) и малый (6),под углом 90° и прямую часть (5). Со стороны большого изгиба иглаострая. Ею прокалывается насквозь стенка кровеносного сосуда.
Далееигла поворачивается на 90о (см. рисунке 60) и ложится вдоль внутреннейповерхности сосуда по его оси. Изогнутый конец иглы крепится вдержателе. Затем к внешней поверхности сосуда, где с внутренней егостороны располагается игла, перемещается шпиндель микрометра докасания с поверхностью сосуда. После замера толщина стенкивысветится на индикаторе электронного микрометра. Для измерениядиаметраэтогокровеносногососудаиспользуетсяэлектронный микрометр без дополнительной настройки.заводской135Рисунок 61.
Часть устройства для определения внешнегодиаметра кровеносных сосудов человека и положение иглы в нём:А-А – вид сбоку; 6 – игла; 11 – гнездо держателя; 12 – скобамикрометраУстройство для определения размеров кровеносных сосудовчеловека (см. рисунки 60, 61) содержит микрометр в виде скобы (12), накоторойсоднойстороны, неподвижнозакреплена пятка(13)цилиндрической формы с торцевой измерительной поверхностью. Сдругой стороны скобы располагается подвижный шпиндель (4) такжецилиндрической формы, имеющий на своём торце измерительнуюповерхность.
Сбоку на скобе, на её лицевой поверхности, расположенотабло управления (10) и индикатор (7). Перемещение шпинделяосуществляется барабаном (8) и трещоткой (9). Первый настроен болеегрубо, второй с точно заданным усилием измерения. На внутреннейповерхности скобы неподвижно закреплён держатель (11), в которомимеется гнездо для помещения в него отогнутого конца иглы (6). Вдержателе игла закрепляется неподвижно с помощью защёлки. При этоммикрометр отрегулирован так, что при закреплённой в держателе игле ипри касании торцом шпинделя поверхности отогнутого кончика иглымикрометрбудетпоказыватьна индикаторенулевоезначение.Устройство для определения размеров кровеносных сосудов человекаработает следующим образом.136При операции игла прокалывает стенку сосуда насквозь.
Так какстенка сосуда эластична, она облегает иглу, не давая крови вытекать изсосуда. Затем игла поворачивается на 90о так, чтобы она прижалась квнутренней поверхности кровеносного сосуда и была направлена по осисосуда (см. рисунок 60). После этого, подносится микрометр соспециальной настройкой (см. рисунок 61) и задний отогнутый кончикиглы (6) заводится в гнездо держателя (11) и фиксируется в нём. Далее,удерживая иглу (5) перпендикулярно поверхности сосуда, барабаном (8)шпиндель (4) подводится близко к поверхности сосуда (1) с внешнейстороны, после чего трещоткой (9) с минимально малым усилиемобеспечивается касание торцом шпинделя поверхности сосуда. Так какусилие прижатия очень маленькое (0,5 Н = 50 граммов), то смятиястенки сосуда не происходит, и точность измерения получаетсявысокой.
Величина толщины стенки сосуда высветится на индикаторе(7). После этого шпиндель (4) отводится от поверхности кровеносногососуда, освобождается зафиксированный конец (6) иглы от держателя,убирается микрометр в сторону, игла (5) поворачивается на 90о, и еёкончик (3) вынимается из стенки сосуда. Благодаря своей эластичностиранка закрывается, препятствуя вытеканию крови из сосуда, т. е.травмирования кровеносного сосуда почти не происходит.В случае необходимости определения внешнего и внутреннегодиаметров кровеносного сосуда используют способ измерения сприменением электронного микрометра с заводской настройкой,например, микрометр серии ABSOLUTE 227-201 без иглы, как показанона рисунке 62.137Рисунок 62.
Схема электронного микрометраABSOLUTE 227-201:1 – сосуд; 2 – кровь; 4 – шпиндель; 7 – индикатор данных; 8 –барабан; 9 - трещотка; 12 – скоба микрометра; 13 – пятка микрометраВыделенный кровеносный сосуд, имеющий внутреннее кровяноедавление Р, помещают между торцом неподвижной пятки (13) и торцомшпинделя (4), который выдвигается до касания внешней поверхностисосуда и торца шпинделя барабаном (8), а затем трещоткой (9),обеспечивающей минимальную величину прижатия.
Это усилие непозволяет сосуду деформироваться, что обеспечивает высокую точностьизмерения величины наружного диаметра D, который высветится наиндикаторе (7) микрометра.Измерив указаннымивыше методамизначения наружногодиаметра D и толщину стенки сосуда а, можно рассчитать величинувнутреннего диаметра кровеносного сосуда d по формулеd=D-2a .(12)Использование предлагаемого способа позволяет определитьразмеры кровеносных сосудов человека быстро, без заметного ихтравмирования.138Ультразвуковой метод2.Вычисление геометрических параметров сосуда в данном методепроисходит с помощью ультразвукового исследования. Устройствовключает пьезоэлектрический датчик/генератор волн, акустическуюлинзу,атакжеустройство,позволяющееустановитьдатчикперпендикулярно измеряемому сосуду.
Использование прямого контактапозволяет производить прямое измерение стенок сосуда, посколькууменьшается количество поверхностей, искажающих сигнал, междудатчикомисосудом.Акустическиеволны,созданныепьезоэлектрическим элементом, фильтруются с помощью линзы ираспространяютсячерезслойвисцеральнойжидкости,котораяпокрывает сосуд, внутрь. При переходе границы «сосуд – кровь» частьволн отражается обратно, что позволяет определить более точноевычисление толщины стенки, а также толщины сосуда в целом.Разработанный способ заключается в том, что перед измерениемкровеносный сосуд выделяется из окружающих тканей. Ультразвуковойзондпомещаютнепосредственнонаисследуемыйсосуд,чтообеспечивает точность и не приносит ему ущерба.Существенными отличительными признаками по устройствуявляются:–прямое измерение геометрических параметров кровеносногососудаспомощьюультразвуковогодатчика,накладываемогонепосредственно на поверхность сосуда;–использование новых признаков в совокупности с известными иновых связей между ними обеспечивает достижение техническогорезультатаизобретения,аименно:определениегеометрическихпараметров кровеносных сосудов без их травмирования с достаточнойточностью.139Нами представлена схема устройства измерения толщины стенкикровеносного сосуда с использованием ультразвукового датчика(рисунок 63), электронный микрометр для определения внешнегодиаметра сосуда (рисунок 64) и приведена схема ультразвуковогоприбора, используемого при диагностике (рисунок 65).В предлагаемом способе используется ультразвуковой импульс,излучаемый пьезоэлектрическим преобразователем.
Перед измерениемкровеносный сосуд выделяется и на его внешнюю поверхностьустанавливается ультразвуковой датчик, который генерирует импульс(рисунок 63). При прохождении ультразвукового импульса через тканичеловеческого организма на границе сред с различным акустическимсопротивлениемпроисходитотражениеэтогоимпульсаиеговозвращение к датчику. Первой границей сред, от которой отразитсяизлучённый импульс, будет внутренняя стенка кровеносного сосуда, авторой – задняя поверхность сосуда.
Вернувшиеся эхосигналыпринимаются пьезоэлектрическим преобразователем и обрабатываютсяв соответствии с программой.Скорость распространения ультразвука в тканях тела человекаимеет разное значение. В результате и время прохождения через этиткани импульса будет различным. Время Т1, через которое возвратится,в виде эхосигнала посланный ультразвуковой импульс, составит Т1 =2(Тg + Тw), где Тg – время прохождения ультразвуковым импульсом слоявисцеральной жидкости толщиной g. Tg = g/sg. Здесь sg – скоростьраспространения ультразвука в висцеральной жидкости.
Т2 = w/sw, где sw– скорость ультразвукового импульса в стенке сосуда. Число «2»указывает на то, что ультразвуковой сигнал прошёл расстояние доотражаемойповерхностииобратно.Второйсигналприэтомвозвращается с задержкой: T2 = 2(Tg + Tw + Tb). Значения скоростейраспространения сигнала определяются заранее и хранятся в памяти140прибора. Компьютер рассчитывает глубину, на которой возникло эхо,путём регистрации разницы времени между моментами излученияимпульса и получения эхосигнала (время Т1 и Т2).(13)(14)где T1 и T2 – время до возвращения импульсов; g, w и b – толщинывисцеральной жидкости, стенки сосуда и его просвета; sg, sw и sb –скорость распространения сигнала в висцеральной жидкости, стенкесосуда и крови соответственно.Таким образом, толщина стенки сосуда w составит(15)При этом толщина просвета b будет равна(16)Процессор алгоритмом по выражениям (1) и (2) рассчитываетразмер толщины стенки сосуда w и его просвет b.
После этого процессорпереводит величины w и b в числовое значение, в частности в микроны,и посылает этот сигнал на монитор, на котором он и высвечивается втаком виде (например, 100 мкм).Внешний диаметр сосуда d при этом определяется как суммадиаметра просвета b и удвоенной толщины стенки w:(17)Использование заявляемого изобретения позволяет определитьгеометрические параметры кровеносного сосуда человека без ихтравмирования, быстро и с высокой точностью.141Устройстводляопределениягеометрическихпараметровкровеносных сосудов человека (см. рисунки 63, 64, 65) содержитультразвуковой датчик (11), помещённый в корпус (10), в составкоторого входит пьезоэлемент (пьезокристалл) (8).
На его граняхзакрепленыэлектроды.кровеносномусосуду,Насторонепомещенакристалла,обращённойультразвуковаялинза(7)кдляфокусировки ультразвукового луча. С другой стороны кристалланаходится прослойка вещества (9), поглощающего ультразвук, чтоповышает качество получаемого ультразвукового луча. Датчик посылаеткороткий ультразвуковой импульс (5) и принимает эхосигнал отвнутренней поверхности сосуда. На корпусе датчика, по бокам,диаметрально противоположно, закреплены две раздвижные упорныедуги(25)(рисунок63Б),обеспечивающиеперпендикулярноепродольной оси сосуда положение датчика при излучении импульса.Внутренняя поверхность дуг криволинейная и изменяет свой радиус отR1 до R2 (рисунок 63 В) в зависимости от внешнего диаметраизмеряемого кровеносного сосуда.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
