УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ СТРУКТУР

Ультразвуковое устройство для визуализации и исследоваиия
состояния структур.
Изобретение относится к ультразвуковым устройствам визуализации и исследования остояния структур, обладающих осевой или радиальной симметрией,методом В-сканирования ( эхотомоскопам ), преимущественно в области медицины ( травматологии, ортопедии и эндокринологии ) и может быть использовано как в названной области так и для неразрущающего контроля материалов и изделий.
Известны ультразвуковые визуализирующие устройства (эхотомоскопы) / Приборы и средства автоматизации и системы управления. ТС-10  Медицинсие приборы, оборудование и инструменты . Выпуск 2. Состояние и перспективы развития микропроцессорных ультразвуковых медицинских приборов. Москва 1988 г. /, состоящие из ультразвукового датчика линейного сканирования и блока формирования обработки и отображения информации, позволяющие визуализировать изображение по методу линейного В-сканирования.
Однако, существенным недостатком устройств этого типа является сложность визуализации объектов, обладающих осевой или радиальной симметрией. Это связано с тем, что отраженный таким объектом ультразвуковой импульс только частично ( при больщих радиусах кривизны объекта) или совсем (при малых радиусах кривизны объекта) не возвращается на ультразвуковой датчик,внося погрешности и неоднозначность в изображение.
Известно ультразвуковое устройство для исследования внутренних структур человеческого тела /авторское свидетельство SU 1524874 А1/ содержащее ультразвуковой зонд, блоки формирования обработки и отображения анализируемой информации, позволяющее повысить качество диагностики путем компенсации затухания ультразвука.
Недостатками данного устройства при визуализации объектов с осевой или радиальной симметрией является ограниченный диапазон компенсации затухания ультразвука,аппаратная сложность,а также неоднозначность в анализируемой информации для визуализации объектов с малыми радиусами кривизны.
МКИ: А 61В 8/00-10/00
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является эхотомоскоп с визуализацией изображения по методу дугового Всканирования / ТИИЭР 1979, том 67, N 4, / содержащий ультразвуковой преобразователь, датчики положения преобразователя, блок обработки и отображения информации.При этом формирование изображения осуществляется механическим перемещением преобразователя по дуге окружности.
Основные недостатки устройств этого типа - громоздкость, наличие механических узлов, требующих точной юстировки в процессе получения изображения, отсутствие возможности работать в реальном масштабе времени, т.е. на получение одного кадра изображения требуется значительное время.Кроме того,осуществление дуговой траектории преобразователя, контактирующего с телом пациента,несмотря на достаточную эластичность кожного покрова и мягких тканей не всегда возможно.
Целью изобретения является повышение точности диагностики состояния внутренних структур, обладающих осевой или радиальной симметрией. Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковое устройство для визуализации и исследования структур включающее ультразвуковой датчик, соединенный с блоком формирования, обработки и отображения информации об исследуемом объекте, что оно содержит камеру, заполненную прозрачной для ультразвука средой, два акустически прозрачных элемента, расположенных сверху и снизу камеры и контактирующих с датчиком и исследуемым объектом, и по, крайней мере, одну фокусирующую линзу, расположенную между акустически прозрачными элементами с возможностью перемещения между ними, а ультразвуковой датчик выполнен в виде датчика линейного сканирования.
Кроме того акустически прозрачные элементы,фокусирующая линза и среда заполнения выполнены из материалов с равными акустическими имнедансами.
Другим отличием заявляемого ультразвукового устройства является то, что оно имеет в месте контакта датчика и акустически прозрачного элемента одинаковые профили поверхностей.
Кроме того, ультразвуковое устройство снабжено комплектом съемных фокусирующих линз с различными фокусными расстояниями,соответствующими исследуемым объектам.
Кроме того, ультразвуковое устройство снабжено механизмом для перемещения фокусирующей линзы, например, винтовым,с выводом регулировки перемещения за пределы камеры.
Кроме того,в ультразвуковом устройстве фокусирующая линза цилиндрическая или сферическая в зависимости от формы исследуемого объекта.
Изобретение поясняется чертежом,на котором представлено ультразвуковое устройство для визуализации и исследования структур.Позициями на чертеже обозначены:
1- датчик линейного сканирования;
2- блок формирования, отображения и обработки информации;
3- камера;
4- среда заполения камеры;
5,6 - акустически прозрачный элемент;
7- фокусирующая линза;
8- винтовой механизм для перемещения фокусирующей линзы;
9- исследуемый объект;
10- неоднородность исследуемого объекта.
Ультразвуковое устройство работает следующим образом. До начала исследований датчик линейного сканирования 1 приводят в акустический контакт с акустически прозрачным элементом 5 и механически жестко соединяют с камерой 3 (устройство соединения на рисунке не показано ) Затем, обеспечивают акустический контакт между исследуемым объектом 9 и акустически прозрачным элементом 6. Электрические импульсы, вырабатываемые блоком формирования, отображения и обработки 2 преобразуются датчиком линейного сканирования 1 в короткие акустические импульсы. Эти акустические импульсы, излучаемые датчиком линейного сканирования 1, проходят через акустически прозрачный элемент 5 и акустически прозрачную среду заполнения 4 и отклоняются от своей первоначальной траектории фокусирующей линзой 7. Далее, они проходят через акустически прозрачный элемент 6 и попадают в исследуемый объект 9, падая нормально к поверхности неоднородности исследуемого объекта 10,обладающего осевой или радиальной симметрией. Отраженная от поверхности неоднородности исследуемого объекта 10 часть акустической мощности возвращается обратно на датчик линейного сканирования 1 по первоначальной траектории и преобразуется в электрические сигналы, которые затем обрабатываются блоком формирования, обработки и отображения информации 2, давая визуальное изображение на видеомониторе. Перемещая фокусирующую линзу 7 с помощью винтового механизма 8, добиваются наилучщего качества изображения. Пример конкретного внполения. Ультразвуковое устройство для визуализации и исследования состояния структур, включало зхо-камеру фирмы Алока модели SSD-210 DX 11, ультразвуковой датчик линейного сканирования с рабочей частотой 5 МГц, соединенный с камерой, заполненной прозрачной для ультразвука жидкостью, в которой находилась подвижная фокусирующая акустическая линза. Один из акустически прозрачных элементов камеры контактировал с рабочей поверхностью датчика линейного сканирования, а другой - с жидкостью, внутри которой находился исследуемый объект сферической формы с радиусом кривизны примерно 2 - 3 мм. Радиус кривизны сферической фокусирующей акустической линзы составлял 60 мм. Фокусирущая линза была изготовлена из полистирола,а исследуемый объект - металлический.Качество изображения, полученного визуально на экране эхо-камеры ( четкость, контрастность и форма исследуемого объекта ) было значительно выше при использовании данного изобретения по сравнению с изображением, полученным при помощи только зхо-камеры и датчика линейнго сканирования. ,
Заявители: f 1. Саратовский НИИ трав 2. НИИ механики и физи Авторы: О.Ю.Воскресенский .И.Жаденов Р.Ш.Амиров