- •1.7.2 Класифікація датчиків за характером випромінюваного ультразвуку
- •1.1 Необхідність вимірювання швидкості і напряму кровотоку
- •1.2 Сутність ефекту Доплера
- •1.3 Доплерівські методи і апарати, засновані на них
- •1.3.1 Основні етапи розвитку доплерівських методів
- •1.3.2 Основні принципи побудови доплерівськой апаратури
- •1.3.3 Електроакустичні принципи побудови доплерівських приладів
- •1.4 Обмеження доплерівського методу
- •1.5 Доплерівські системи з двомірною візуалізацією
- •1.5.1 Дуплексні системи
- •1.5.2 Системи з колірним картуванням потоків
- •1.6. Порівняльний аналіз основних режимів отримання доплерівської інформації
- •1.7 Види ультразвукових датчиків для проведення доплерографії
- •1.7.1 Класифікація датчиків за конструктивними параметрами
- •1.7.2 Класифікація датчиків за характером випромінюваного ультразвуку
- •3.1 Опис роботи приладу на підставі електричної принципової схеми
- •3.2 Розрахунок основних параметрів схеми
- •3.3 Розрахунок надійності електричної схеми
- •4.1 Вимоги до конструкції ультразвукового датчика
- •4.2 Вибір матеріалу для п'єзоелектричного перетворювача
- •4.3 Розрахунок основних параметрів п'єзоелектричного перетворювача
- •4.3.1 Вихідні дані для розрахунків
- •4.3.2 Розрахунок геометричних параметрів перетворювача
- •4.3.3 Розрахунок енергетичних характеристик перетворювача
- •4.4 Технологія виготовлення п'єзоелектричного перетворювача
- •4.4.1 Спаювання п’єзокерамічного елемента
- •4.4.2 Склеювання п'єзокерамічного елемента
- •4.5 Технологія складання ультразвукового датчика
- •Розділ 5. Економічна частина
- •5.1. Обґрунтування доцільності розробки нової техніки
- •5.2. Визначення показників економічного обґрунтування проектованого приладу
- •5.3. Собівартість проектованого пристрою
- •5.4. Відпускна ціна і економічна ефективність проектованого приладу
- •Розділ 6. Безпека і екологічність проекту
- •6.1. Безпека при роботі з приладами, що використовують ультразвук
- •6.2. Системний аналіз надійності та безпеки ультразвукового приладу
- •6.3. Розробка заходів задля підвищення надійності та безпеки приладу для ультразвукових досліджень
- •6.4. Пожежобезпечність при виробництві та експлуатації ультразвукового приладу
- •6.5. Захист навколишнього природного середовища на етапі виробництва та експлуатації ультразвукового приладу
1.4 Обмеження доплерівського методу
Кожен із двох використовуваних в доплерівській системі режимів випромінювання має свої переваги і недоліки, які необхідно враховувати для вибору оптимального режиму роботи з системою.
Переваги використання безперебійного випромінювання:
1) якісне випромінення сигналів із низьким рівнем шумів;
2) прийнятні характеристики, отримані за показниками незначної потужності випромінювання;
3) відсутність обмежень за величиною вимірюваної швидкості кровотоку.
Обмеження при використанні безперебійного випромінювання:
1) ехо-сигнал виділяється зі всієї глибини в межах зони чутливості, отже, неможливо розділити сигнали від різних судин, що потрапляють в зону чутливості приладу, а також неможливо оцінити діаметр судини;
2) мінімально допустима вимірювана доплерівська швидкість обмежується фільтром високих частот, який використовують для придушення потужних сигналів від повільно рухаючих стінок судин; недостатнє придушення цих сигналів призводить до перевантаження приймального тракту;
3) при встановлених нормах на безпечну для пацієнта потужність випромінювання кістка стає непереборною перешкодою поширенню ультразвуку, що унеможливлює проведення транскраніальної досліджень.
Переваги використання імпульсного випромінювання:
1) можлива точна установка вимірювального об'єму на обраній глибині, що робить можливим поділ сигналів від різних судин вздовж напрямку випромінювання і ,зокрема, сигналів від прилеглих судин із різними напрямками кровотоку;
2) для випромінювання і прийому використовують одну п'єзоелектричну пластину, а отже, ультразвуковий промінь може бути помітно вужчим, ніж у випадку безперебійного випромінювання із застосуванням розділеного датчика.
Обмеження при використанні імпульсного випромінювання:
1) найменша вимірювана доплерівська частота визначається характеристикою фільтра високих частот, який застосовують для придушення потужних сигналів від повільно рухомих стінок судин;
2) максимальна вимірювана швидкість визначається частотою повторення імпульсів випромінювання.
Якщо швидкість руху елемента крові перевищить деяке граничне значення, яке визначається частотою повторення зондувальних імпульсів, то за рахунок ефекту накладення частот відповідний доплерівський зсув буде переноситися на область низьких частот, що відповідає низькій швидкості руху.
Іншими словами, виникає неоднозначність при вимірюванні швидкості кровотоку.
Також, можливим є неоднозначне визначення глибини локалізації. Глибина досліджуваної судини визначається тільки в режимі імпульсного випромінювання за величиною тимчасової затримки між моментом випромінювання і моментом встановлення ехо-сигналу. Насправді вірогідним є неоднозначність виміру дальності, обумовлена приходом в заданий час одночасно з ехо-сигналом останнього випроміненого імпульсу від досліджуваного елемента тканини ехо-сигналу попередніх випромінених імпульсів від глибших шарів тканини. Однак як наслідок загасання від більш глибоких шарів значно ослаблене, і при малій частоті повторення імпульсів його впливом можна знехтувати. Якщо ж частота повторення досить висока, то доплерівська система буде сприймати ехо-сигнали по глибині одночасно від двох і більше ділянок тканини. В умовах збільшення частоти повторення імпульсів, за характеристиками імпульсний режим наближається до безперебійного режиму випромінювання; при цьому втрачається поняття глибини, але немає обмежень щодо максимальної швидкості кровотоку. Основна перевага імпульсної доплерівської системи в порівнянні з системою безперебійного випромінювання - це точна локалізація вимірювального об'єму по глибині. При цьому, чим коротший імпульс випромінювання використовують, тим більшої точності визначення глибини досягають. До того ж можливість локалізації вимірювального об'єму збільшується, а можливість точного вимірювання швидкості зменшується. Таким чином, стає зрозумілим, що кожен з використовуваних в доплерівській системі режимів випромінювання має свої переваги і недоліки, які необхідно враховувати для вибору оптимального режиму роботи з системою.
Зазначені принципові обмеження можливо усунути тільки при суміщенні режимів двомірного сканування (В-режим) з одночасним отриманням доплерівської інформації (D-режим). Ці системи розглянемо в наступному пункті дипломного проекту.