Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Интеллектуальные портативные сенсоры для УЗ-исследований



Одним из важных видов эхолокации являются ультразвуковые исследования внутренних органов человека, которые широко применяют в медицине. Скорость

Курс______________________________________________ Интеллектуальные сенсоры

распространения УЗ-волн в тканях человеческого тела составляет около 1540 м/с, т. е. близка к скорости в водной среде. Но из-за акустической неоднородности че­ловеческого тела на границах раздела органов и тканей с разной плотностью и уп­ругостью происходит частичное отражение, рассеяние и преломление УЗ-волн. Чем больше перепад плотности, тем выше амплитуда отраженной УЗ-волны. Это и позволяет определять, а потом и воссоздавать в виде изображения пространст­венные границы между органами, тканями и разными структурными элементами тканей, их форму, размеры, взаимное расположение, локальные особенности. Применяя УЗ-волны высокой частоты (1—15 МГц), удается достичь высокой раз­решающей способности — до 0,1 мм. При отражении от подвижных объектов (ды­хательные перемещения грудной клетки, диафрагмы, сокращения сердца, пульса­ция артерий, продвижение крови по сосудам и т. п.) изменяется частота отражен­ной УЗ-волны (эффект Доплера). Измеряя величину изменения частоты, можно вычислить соответствующую скорость движения и визуально выделять участки внутренних органов, которые двигаются с разной скоростью — даже довольно медленно (меньше 1 см/с).

УЗ-исследования (ультрасонографию) применяют в медицине уже много де­сятков лет. Но раньше аппараты для таких исследований были не очень удобны­ми, громоздкими, представляли собой большие комплексы, пригодные для при­менения лишь в стационарах. За последние десятилетия благодаря микросистем­ным и новейшим информационным технологиям, достижениям гидролокации удалось создать высококачественные портативные аппараты для УЗ-исследова-ний — по-настоящему «интеллектуальные» УЗ-сенсоры, в том числе и для полу­чения объемных (трехмерных) изображений (объемной улыпрасонографии).

УЗ - мул ьти датчики

Пространственное положение объекта, от которого отражаются УЗ-волны, и его мелких деталей вычисляют, принимая и сравнивая сигналы, полученные от ряда датчиков, пространственно расположенных в разных местах. Такую техноло­гию позволили довести до совершенства и практически реализовать так называе­мые «УЗ-мулыпидатники» — сформированные на одном кристалле кремния мас­сивы из многих пьезоэлементов и электронных схем генерирования и обработки сигналов. Они являются одновременно и излучателями, и приемниками, и усили­телями УЗ-волн. На том же кристалле формируют и цифровые схемы, которые выполняют предварительную обработку сигналов. Разные датчики в массиве мо­гут работать на разных частотах, что создает дополнительные возможности для сбора надежной, качественной информации. В одном мультидатчике могут содер­жаться несколько кристаллов кремния, и суммарное число пьезоэлектрических элементов достигает сотен штук.

В некоторых мультидатчиках кристаллы с пьезочувствительными элемента­ми могут даже по заданной программе линейно перемещаться внутри корпуса, обеспечивая дополнительную трехмерную «развертку» изображения.

Промышленность выпускает много типов мультидатчиков, которые специ­ализированы для УЗ-исследований разных органов человеческого тела. На рис. 7.4 показаны лишь некоторые из них.

Лекция 7_______________________ Интеллектуальные акустические сенсоры для УЗИ

Рис. 7.4. Некоторые типы мультидатчиков для УЗ-исследований: а — линейный датчик 10L1 (12—5 МГц / 36 мм); б — секторный фазирован­ный датчик 5Р1 (7—4 МГц); в, г, д — трансвагинальные датчики 6V1 (8—4 МГц / 11 мм); е — конвексный датчик С344 (5—2 МГц / 40 мм); ж — кардиологический микроконвексный датчик С611 (8-4 Мгц / 11 мм).

Не советуем вам полагаться на зрительное восприятие. За относительно простым внешним видом скрыты довольно сложные микроэлектронные устрой­ства, которые по количеству выполняемых функций, точности и сложности свое­го устройства можно по праву считать одним из чудес современной техники. Они значительно упрощают и облегчают дальнейшую обработку сигналов и формиро­вание высококачественных УЗ-изображений исследуемых внутренних органов и структур человеческого тела в базовом блоке аппарата для УЗИ.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.