ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ КРОВОТОКА

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ КРОВОТОКА
Предлагаемая полезная модель относится к медицине и используется для регистрации и измерения низкоскоростных кровотоков при диагностике различных заболеваний и нарушений.
Известен измеритель скорости кровотока (McDicken W.N. Basic Doppler instruments. Diagnostic Ultrasonics. Principles and Use of Instruments. Third Edition. Churchill Livingstone. Edinburg, London, Melburne and New York, 1991, p. 215), содержащий ультразвуковые (УЗ) преобразователи 2, 4 и 8 МГц и блоки обработки УЗсигналов, излучаемых и принимаемых этими преобразователями.
Известный измеритель относится к допплеровским приборам непрерывного излучения. Рабочий диапазон данного измерителя ограничен величиной 8 МГц, что обусловлено невозможностью получения приемлемых параметров УЗ-преобразователя, выполненного на основе пьезокерамики, для работы на частотах свыше 10 МГц. Толщина пьезокерамической пластины, используемой в качестве активного элемента, составляет половину длины волны и на частотах свыше 10 МГц становится меньше 0,2 мм. Из-за существования пор в объеме керамики напыляемые на противоположные поверхности пьезокерамической пластины электрические контакты образуют электрические соединения друг с другом через эти поры, и такой преобразователь становится непригодным для работы.
Существующие в настоящее время схемы построения блоков обработки сигналов высокочастотных преобразователей (в диапазоне 16 МГц) предполагают производить эту обработку непосредственно в высокочастотной области, что приводит к усложнению схемы, ужесристики переключающих элементов (время включения и выключения) должны быть как минимум в два раза меньше периода обрабатываемого сигнала, что для частоты 20 МГц составляет 25 не. Минимальное время включения и выключения для широкораспространенных ключей составляет 50 не.
Задачей полезной модели является получение возможности измерения низкоскоростных кровотоков.
Поставленная задача достигается использованием в качестве активного элемента - монокристалл (например ниобат лития).
На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя скорости кровотока. Измеритель состоит из высокочастотного генератора 1, высокочастотного усилителя мощности 2, высокочастотного преобразователя 3, высокочастотного приемного усилителя 4, низкочастотного измерителя скорости кровотока 5.
Одним из главных отличий предлагаемого высокочастотного преобразователя является использование в качестве активного элемента высокоэффективных монокристаллов, преобразующих электрический сигнал в акустические колебания, одним из которых, в частности, является ниобат лития, что позволяет получить приемлемые результаты при проведении измерений на частотах свыше 20 МГц. У монокристалла отсутствует такое свойство, как пористость. Скорость звука в монокристалле примерно в 1,5-2 раза выше, чем в керамике, т.е. толщина активного элемента допплеровского датчика больше, что упрощает его производство.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом .
Опорный высокочастотный сигнал 6 с выхода высокочастотного генератора 1 подается на вход высокочастотного усилителя мощности 2, функциями которого являются усиление этого сигнала до необходимой величины (сигнал 7) и согласование выходного сопротивления последнего каскада этого усилителя с излучающим элементом высокочастотного преобразователя 3. Усиленный электрический сигнал 7 излучается УЗ-преобразователем 3 в виде акустической волны, отражается от исследуемого объекта (рассеивается на форменных элементах крови) и принимается приемным элементом данного УЗ-преобразователя 3. Принятый сигнал 8 подается на вход высокочастотного приемного усилителя 4, функциями которого являются согласование входного сопротивления этого усилителя с внутренним сопротивлением приемного элемента УЗ-преобразователя 3, усиление принятого сигнала 8 до необходимого уровня и частотное преобразование (перенос в низкочастотную область - сигнал 9) принятого сигнала 8 для последующей его обработки известным низкочастотным измерителем скорости кровотока 5. Сигнал 10 с выхода высокочастотного генератора 1 позволяет известному низкочастотному измерителю скорости кровотока 5 корректно производить допплеровскую обработку высокочастотного сигнала УЗ-преобразователя 3.
Главное достоинство предлагаемого схемотехнического решения измерителя скорости кровотока заключается в возможности его построения на основе известного низкочастотного измерителя скорости кровотока (использование низкочастотного тракта обработки допплеровского сигнала последнего и отказ от применения высокоскоростных переключающих элементов). Например, при обработке высокочастотного сигнала 20 МГц трактом 4 МГц известного низкочастотного измерителя скорости кровотока требования к временным параметрам переключающих элементов снижаются до величины порядка 125 не.