Ультразвуковые приборы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Введение
Сегодня для диагностики травматических повреждений костно-мышечной системы в большинстве медицинских учреждений первым инструментальным методом диагностики является рентгеновское исследование. Однако, вместе с традиционным рентгенологическим исследованием, все шире стали применяться такие высокоинформативные методы исследования, как ультразвуковое исследование (УЗИ), многосрезовая компьютерная томография (МСКТ), магнитно-резонансная томография (МРТ). Без всякого сомнения, магнитно-резонансная томография является одним из самых эффективных методов исследования мягких тканей, костей и суставов, особенно их внутренних структур, обеспечивая практически всю полноту диагностической информации. Но высокая стоимость МР-исследования, относительно малое число магнитно-резонансных томографов, а иногда и наличие противопоказаний к проведению этого исследования, не позволяют iитать МРТ методом выбора при поиске повреждений костно-мышечной системы.
Благодаря новым высокоинформативным ультразвуковым приборам, в которых используются все достижения современных компьютерных технологий, ультразвуковое исследование становится самым подходящим методом для быстрой, доступной и информативной диагностики изменений как в мягких тканях, так и в самих суставах.
С помощью нового поколения широкополосных, высокочастотных датчиков с высокой плотностью элементов обеспечивается высочайшее точечное разрешение на диагностических изображениях соединительной ткани. Стало возможным достоверно отобразить структуру коллагеновых волокон, которые являются базовой основой мышц, связок и сухожилий. Получаемые сегодня с помощью ультразвука диагностические изображения связок, сухожилий, хрящевой ткани и мышц сопоставимы с анатомическими препаратами.
С другой стороны, современные допплеровские методики обеспечивают возможность оценки сосудистой реакции в зоне обнаруженных изменений и позволяют вести мониторинг лечения. Все это и объясняет повышенный интерес к ультразвуковому исследованию костно-мышечной системы, который наблюдается в последнее время среди травматологов и лучевых диагностов.
1. Технико-экономическое обоснование
Актуальность разработки ультразвуковых приборов обусловлена большой потребностью отечественных медицинских учреждений в портативных УЗ - диагностических устройствах. Эти устройства, с одной стороны, должны обладать диагностическими возможностями на уровне современных зарубежных стационарных диагностических устройств, а с другой - быть доступными по цене. В условиях экономического кризиса покупка зарубежных УЗ - диагностических устройств для большинства государственных медицинских учреждений стала практически невозможной. Средняя стоимость портативного УЗ - прибора приведена в таблице 1. Из таблицы видно что УЗ - сканеры импортного производства на порядок дороже, кроме того отечественных производителей подобного оборудования на рынке мед. техники единицы. В связи с этим фактом особую актуальность приобрела задача ускоренной разработки современных отечественных УЗ - приборов. Ориентировочная стоимость разрабатываемого УЗ - прибора будет составлять порядка 15000 рублей. Снижение в стоимости в первую очередь является следствием максимального использования отечественной элементной базы. Также благодаря тому что прибор оснащен дисплеям и кнопками управления для работы на нём не требуется компьютера, хотя подобная возможность предусмотрена. В качестве датчика выбран универсальный датчик, что исключает необходимость составления комплекта различных узкоспециальных датчиков и соответственно снижает стоимость разрабатываемого прибора.
Таблица 1 - Стоимость портативных УЗ - приборов
Название сканераЦена, руб.SonoSite-180 PLUS360 000Aloka SSD-500273 000ЭХОСКАН-10177 0002. Анализ известных технических решений поставленной задачи
УЗ-прибор с временной регулировкой усиления
На рисунке 4 представлена схема прибора для ультразвуковой эхографии.
Генератор синхроимпульсов, генерирует импульсы синхронизирующие работу всего прибора. Управляет работой дисплея, генератором импульсов возбуждения а так же формированием сигналов ВАРУ. Генератор импульсов возбуждения формирует скачек напряжения, подающийся на излучатель, необходимый для формирования УЗ - волны. Принятый датчиком сигнал поступает на ВЧ - предусилитель, а затем в блок ВАРУ, в котором происходит компенсация затухания УЗ в биотканях. Обеспечивается компенсация за iет управляемого напряжением аттенюатора. Управляющий сигнал, синхронизированный с основным запускающим импульсом и подаваемый через линию задержки, может иметь различную зависимость от времени. В простейшем случае используется логарифмическая функция. Она позволяет скомпенсировать некоторое среднее значение затухания звука. После этого сигнал поступает на блок усиления и сжатия сигнала, в котором с увеличением амплитуды входного сигнала усиление падает - это позволяет получить "серую шкалу" эхосигналов на дисплее с динамическим диапазоном 40-50 дБ. На этапе детектирования осуществляется выделение огибающей высокочастотного эхо - сигнала. Предварительный и последующий блоки обработки информации служат для построения эхограмм различными методами. Примером таких операций могут служить: выделение контуров, коррекция усиления и т.д. Дисплей является устройством отображения и визуализации полученного диагностического сигнала.