Ультразвуковые приборы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
[4]
Рисунок 1 - Структурная схема УЗ-прибора с ВАРУ
УЗ - прибор с блоком формирования луча
Подробная структурная схема электронного блока УЗ-прибора с блоком формирования луча показана на рисунке 2.
Рисунок 2 - УЗ - сканер с блоком формирования луча
Рассмотрим основные принципы обработки принимаемых эхо-сигналов и способы улучшения качества изображения примененные в этой схеме
Эхо-сигналы, принятые датчиком и преобразованные им в электрические сигналы, поступают в электронный блок на вход формирователя луча. Основное его назначение - обеспечивать необходимую форму, амплитуду, время действия УЗ луча на передачу и прием. Формирователь луча - это многоканальное устройство, соединенное с датчиком кабелем с большим числом проводов в соответствии с общим числом элементов пьезопреобразователя. На входе формирователя луча стоит коммутатор, в котором из большого числа каналов выбирается, как правило, меньшее количество, равное числу каналов приемника и передатчика. Сканирование осуществляется по сигналам устройства управления сканированием. Передатчик, генерирующий сигналы для излучения внутрь исследуемого тела, является многоканальным устройством, которое по каждому из каналов должно передавать на формирователь луча короткие электрические импульсы. Приемник, который получает от формирователя луча эхо-сигналы по многим каналам одновременно, должен усиливать эти сигналы, подвергать их необходимым преобразованиям, суммировать сигналы всех каналов и подавать суммарный сигнал на сканконвертер.
Сканконвертер - это цифровое устройство, которое служит для преобразования информации, получаемой в процессе сканирования с выхода приемника, в форму, наиболее удобную для отображения на экране прибора. С выхода сканконвертера информация, подготовленная для отображения, поступает в цифровое устройство памяти, а затем передается на монитор. [1]
УЗ - прибор с возможностью подключения к ПК и устройством электромагнитного позиционирования
Структурная схема УЗ - сканера представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Структурная схема портативного уз-сканера с возможностью подключения портативного компьютера
Работа данного устройства происходит следующим образом. В соответствии с выбранном режимом диагностики из ПК в процессор загружаются начальные установки. Процессор вырабатывает коды управления аппаратными средствами, поступающими через интерфейсную плату на блоки приемно-передающего устройства. В блоке формирования УЗ-луча формируются радиоимпульсы возбуждения пьезоэлектрика, они усиливаются усилителями мощности и через блок мультиплексирования поступают на пьезоэлектрик. Отраженные эхо-сигналы через блоки мультиплексирования ПЭ, коммутации и по - парного суммирования поступают на блок выходных усилителей приемного канала и затем на плату с процессором, где они преобразуются в цифровой код и обрабатываются. Программное обеспечение медицинских УЗ-сканеров такого типа - это большой комплекс программ. [5] В основу разрабатываемого прибора положена данная схема, так как она является наиболее современной и обладает рядом преимуществ: возможность подключения устройства позиционирования, использованием контроллера, простотой реализации и др.
3. Разработка структурной схемы УЗ -прибора
На рисунке 4 представлена схема ультразвукового диагностического прибора для исследования целостности костно-мышечной ткани
Рисунок 4 - УЗ - прибор определения целостности костно-мышечной ткани.
Генератор (Г1) встроенный в микроконтроллер, генерирует импульсы iастотой 10 МГц, которые, с одной стороны, управляют работой коммутатора, а с другой через ЦАП, так же встроенный в контроллер, поступают сначала на усилитель напряжения, а затем на усилитель мощности, и преобразованные подаются на вход коммутатора. А с входа коммутатора на датчик. В соответствии с техническим заданием используется ультразвуковой линейный датчик 10L.
Технические характеристики датчика:
Частота: 4 - 10 МГц
Поле обзора: 39 мм
Сканирующая Поверхность: 39 мм
Совместимость: LOGIQ 3, LOGIQ 5 Pro/Expert
Отраженный от тканей сигнал, теряет часть мощности. Он улавливается датчиком и передается далее на коммутатор. С выхода коммутатора сигнал поступает на фильтры, и затем на 2 канала, способствующие преобразованию сигнала в форму наиболее удобную для анализа. По одному из каналов сигнал пропускается через фазовый детектор, который выделяет время задержки сигнала, при отражении от тканей, находящихся на разной глубине. Таким образом возможно построить изображение контуров. По второму каналу импульсный сигнал демодулируется и усиливается. В этом случае мы получаем информацию об амплитуде отраженного сигнала и на основание полученных данных можем сделать вывод о структуре ткани, от которой произошло отражение.
С выходов канала обработки информация поступает на АЦП, встроенный в микроконтроллер, обрабатывается в соответствии с заданными алгоритмами, и выводится на жидкокристаллический индикатор.
В устройстве предусмотрена клавиатура, необходимая для управления устройством и обработкой изображения. С помощью последовательного интерфейса USB, который встроен в микроконтроллер, подключается Flash-память, и имеется возможность подключения к ЭВМ.
Кроме того предусмотрена возможность подключения электромагнитного позиционера.
<