Пат «ат науково-дослідний інститут радіотехнічних вимірювань» сучасні прилади та технології ультразвукової медичної діагностики



Скачати 287.66 Kb.
Сторінка2/3
Дата конвертації23.10.2016
Розмір287.66 Kb.
1   2   3
Ефекти нелінійної взаємодії. Шляхом розв’язку нелінійних рівнянь Вестервельта встановлена структура зон Френеля нелінійних джерел хвиль у фокальній області та доведено існування надзвукових джерел різницевої частоті, що приводять до їх черенковського розсіювання. Доведено принципову можливість використання нелінійних хвиль з комбінаційними частотами та нелінійних гармонік для УЗ візуалізації. Досліджено вплив нелінійності на розподіл інтенсивності УЗ та експериментально встановлена залежність положення максимумів інтенсивності від нелінійних ефектів.

У рамках в’язко-пружної моделі м’яких тканин досліджений вплив в’язкості на релаксацію зсувних деформацій, що збурюються імпульсною силою радіаційного тиску пучка сфокусованих хвиль. Знайдені аналітичні вирази для поля деформацій при різних співвідношеннях між тривалістю імпульсів тиску, діаметром фокальної плями і моментом спостереження. Розвинена теорія добре узгоджується з відомими та отриманими в роботі експериментальними даними. Експериментально доведена придатність розробленого допплерівського методу для вимірювання надмалих деформацій у зсувних хвилях, індукованих силою радіаційного тиску, та визначення на цій основі їх модуля Юнга та в’язкості.

Алгоритми обробки та технології синтезу сигналів. В процесі роботи розроблено низку нових алгоритмів, що використовуються у різних режимах роботи комплексів. Серед них, зокрема, алгоритми цифрової адаптивної фільтрації сигналів з метою придушення спекл-шумів, прецизійного вимірювання параметрів рухів біологічних об’єктів УЗ фазовим методом з одночасним придушенням спекл-шумів, УЗ прецизійного вимірювання вібраційних рухів у біологічному об’єкті, вимірювання переміщень стінок судин (WTrack) та змін діаметру кровоносної судини у реальному часі, вимірювання пульсаційних швидкостей та індексу пульсацій потоків крові у кровоносних судинах та інші. Запропоновані і реалізовані оригінальні версії низки відомих алгоритмів синтезу цифрової комплексної огинаючої сигналу УЗ відгуку та комплексного допплерівського сигналу, спектрального допплерівського оцінювання у неперервному та імпульсному режимах допплерівської візуалізації, автоматичного обчислення параметрів потоків крові за даними допплерівських спектрограм, алгоритмів формування сигналів відгуку за допомогою гармонік випромінювання, а також за допомогою багаточастотного та багаторакурсного сканування. Нарешті, розроблені новітні алгоритми обчислення в’язкості і пружності тканин за визначеними характеристиками зсувних хвиль, індукованих силою радіаційного тиску потужного УЗ пучка хвиль. Всі запропоновані алгоритми після етапу комп’ютерного моделювання і експериментальних досліджень довели свою ефективність в усіх режимах візуалізації розроблених УЗ діагностичних приладів, де вони застосовуються.

Принцип роботи розроблених приладів. УЗ діагностичні прилади серії ULTIMA, що на цей час серійно випускаються, мають уніфіковану функціональну схему, що наведена на Рис. 1. Схема включає УЗ перетворювачі з фазованими гратками, вбудований комп’ютер, пульт керування, блок живлення та сигнальний процесор USP з виходами до монітору, принтеру, локальної мережи та електрокардіографу. Сигнальний процесор містить блок прийомо-передавача TRRV, блок формівників напрямків зондування BFDR та допплерівський сигнальний процесор CDSP.

УЗ перетворювачі приладів забезпечують випромінювання сфокусованих імпульсних пучків хвиль вздовж обраної сукупності напрямків зондування у площині сканування та прийом відбитих хвиль одночасно 64-ма (32-ма) фізичними каналами. Шляхом послідовної зміни у відповідності до керуючих сигналів блоків TRRV і BFDR напрямків зондування перетворювач забезпечує обстеження тканин в усій площині сканування. Зміна напрямків реалізується шляхом переміщення робочої апертури фазованих граток. Розроблене ПМЗ дозволяє виконувати також сканування із заданим нахилом напрямків зондування з одночасним фокусуванням відбитих УЗ пучків хвиль.

Відбиті з усіх напрямків зондування хвилі перетворюються в робочих




Функціональна схема ультразвукових діагностичних приладів ULTIMA

елементах фазованих ґраток в первинні електричні сигнали. У блоці BFDR після дискретизації з цих сигналів отримуються цифрові сигнали УЗ відгуку одразу для 4-х напрямків прийому на кожний напрямок зондування. Для кожного з напрямків реалізована 2-х частотна обробка сигналів відгуку, що суттєво поліпшує якість зображень. З тією ж метою застосовується технологія багаторакурсного (з нахилом напрямків зондування під різними кутами) сканування. Нарешті, блок BFDR підтримує режим синтезованої апертури, при якому роздільно у часі формуються дві 64-елементні підапертури прийому. В результаті блок BFDR здатний забезпечити наступну кількість віртуальних каналів обробки сигналів: (64 фізичних канала)×(4 напрямки прийому)×(2 частотні полоси)×(9 ракурсів гібридного зображення)×(2 підапертури синтезованої апертури) = 9216 каналів. Це означає, що сигнали відгуку для кожної точки простору можуть синтезуватися 2304 фізичними каналами.

Амплітуда і фаза сигналів УЗ відгуку несуть інформацію щодо просторового розподілу неоднорідностей у тканинах, а також їх руху. Ця інформація у залежності від режиму візуалізації вилучається в блоках BFDR и CDSP в процесі обробки сигналів відгуку за розробленими спеціалізованими алгоритмами і передається до вбудованого комп’ютера, де формуються растрові зображення для відображення на моніторі, копіювання та передачі в локальну мережу.

Функціональні можливості. Як показує порівняльний аналіз із УЗ діагностичними комплексами провідних світових виробників, конструкція та ПМЗ розроблених приладів дозволяє реалізувати всі сучасні діагностичні режими УЗ візуалізації на вищому рівні. До таких режимів відносяться:

В режим з побудовою В-зображень біологічних структур і органів;

TH режим візуалізації В-зображень на другій гармоніці випромінювання;

THI режим візуалізації В-зображень на другій інверсній гармоніці;

М режим з побудовою М-зображень руху біологічних структур у часі;

CF режим кольорового допплерівського картування швидкості потоків крові;

PF режим кольорового картування потужності допплерівського відгуку;

TD режим кольорового картування швидкості руху м’яких тканин;

CW режим побудови допплерівських спектрограм на неперервних хвилях;

PW режим побудови допплерівських спектрограм на імпульсних хвилях.

Крім зазначених вище діагностичні прилади ULTIMA можуть, як і найкращі світові аналоги, формувати комбіновані (дуплексні, триплексні тощо) режими візуалізації з відтворенням зображень у реальному часі: B+M; B+TD; B/B+CF(PF); B+CF(PF)/M+CF(PF); B/PW(CW); B+CF(PF)/PW(CW) та інші.

Нарешті, у стаціонарних приладах ULTIMA PA Expert реалізований новітній BE режим візуалізації просторового розподілу модуля Юнга і в’язкості тканин, наявний наразі тільки в апаратах фірми SuperSonicVision (Франція), а також 3D та 4D (в реальному часі) режим побудови тривимірних зображень. Суттєвою відмінністю BE режиму є застосування спеціальних послідовностей УЗ імпульсів, одна частина котрих слугує для збурення зсувних хвиль у м’яких тканинах, друга для побудови В-зображення і третя – для визначення і візуалізації просторового розподілу в’язко-пружних властивостей тканин за даними допплерівських вимірювань швидкості розповсюдження зсувних хвиль.

Для поліпшення якості зображень та достовірності обчислень в усіх режимах візуалізації передбачено використання низки алгоритмів керування шляхом регулювання параметрів. До них відносяться, регулювання потужності УЗ імпульсів, частоти випромінювання, кількості фокусів, підсилення, контрасту, просторової роздільна здатність і фільтрації, міжкадрової фільтрації, компресії і порогової режекції, пост-обробки зображень і т.д.. В залежності від типу допплерівського режиму візуалізації додаються спеціальні алгоритми регулювання частоти повторення імпульсів, палітри кольорів, підсилення кольорів, частоти зрізу фільтра стінки, розмірів і положення вікна картування, розташування вимірювального об’єму, згладжувальної фільтрації та інші у обсязі, необхідному для приладів УЗ діагностики найвищого світового рівня.


Каталог: sites -> default -> files
files -> Положення про порядок підготовки фахівців ступенів доктора філософії та доктора наук в аспірантурі (ад’юнктурі) та докторантурі вищих навчальних закладів
files -> Відділ аспірантури та докторантури Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини
files -> Київський національний університет імені Тараса Шевченка
files -> Програма вступного іспиту до аспірантури зі спеціальності 22. 00. 03 соціальні структури та соціальні відносини Затверджено
files -> Культура Античності. Культура Давньої Греції
files -> Системотехнічні засади та інструментально-програмні засоби створення та підтримки цифрових словників сидорчук надія Миколаївна
files -> Міністерство освіти І науки україни державний економіко-технологічний університет транспорту
files -> Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей освітньо-кваліфікаційних рівнів «спеціаліст»,
files -> Конструкції для енергоефективного відновлення забудови, постраждалої від надзвичайних ситуацій


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка