Ультразвуковая медицинская аппаратура. Новые перспективные направления лечебного применения ультразвука в медицине

Рассмотрим устройство и принцип действия ультразвукового аппарата УЗТ-1.01 Ф.

Аппарат предназначен для генерирования ультразвуковых колебаний в целях воздействия ими на различные участки тела человека при лечении заболеваний в условиях медицинских учреждений (больниц, клиник и поликлиник).

Основные технические данные аппарата: (слайд №1)

- частота ультразвуковых колебаний, генерируемых аппаратом 0,88 МГц 0,03 %;

- интенсивность ультразвуковых колебаний регулируется пятью ступенями

Ступени переключателя интенсивность, Вт/ см2	Относительные отклонения значений интенсивности, %
1,0	30
0,7	30
0,4	30
0,2	30
0,05	40

- эффективная площадь излучателей 1 см² и 4 см² , аппарат работает в непрерывном и импульсном режимах генерации. В импульсном режиме аппарат генерирует импульсы длительностью 2,4 и 10 мс.

Частота следования импульсов равна частоте питающей сети (50 Гц).

- по защите от поражения электрическим током аппарат выполнен по классу 1, тип В.

(слайд № 2)

Вид электронного блока аппарата со стороны лицевой панели:

1- разъем ВЫХОД для подключения кабеля излучателя, 2- световой индикатор выходного напряжения, 3- световой индикатор включения сети, 4- переключатель ИЗЛУЧАТЕЛИ, 5- переключатель ИНТЕНСИВНОСТЬ, 6- переключатель РЕЖИМ РАБОТЫ, 7- процедурные часы, осуществляющие включение аппарата в сеть и установку времени процедуры.

Рассмотрим структурную схему аппарата УЗТ-1.01 Ф

слайд № 3

Генератор высокочастотный создает немодулированные электрические колебания с частотой 0,88 МГц. Усиление мощности этих колебаний происходит в выходном усилителе, к которому подключается один из ультразвуковых излучателей, преобразующий электрические колебания в механические. Модулятор предназначен для получения импульсного режима при трех длительностях импульсов – 2,4 и 10 мс при постоянной частоте следования – 50 Гц. Блок питания обеспечивает питание постоянным напряжением цепей модулятора и генератора.

слайд № 4

В импульсном режиме сигналы высокочастотного генератора и модулятора в момент совпадения напряжений на выходе осуществляется импульсная модуляция ультразвуковых колебаний.

В непрерывном режиме вместо импульсного подается постоянное напряжение, поэтому на выходе модулятора напряжение ультразвуковой частоты по форме такое же, как и на входе.

Ультразвуковые ингаляционные аппараты предназначены для индивидуального применения лицами, страдающими отоларингологическими заболеваниями, с целью лечения и профилактики заболеваний верхних дыхательных путей и легких, аэрозолями жидких лекарственных веществ (минеральных вод, водных растворов солей, отваров лекарственных трав и т. д.). Также их применение может быть эффективно для ароматизации и/или очистки помещений от вредных для здоровья веществ и микроорганизмов путем распыления дозированных, порций жидкостей по заданной программе.

В связи с этим существует потребность в ультразвуковых ингаляторах, характеризующихся высокой надежностью, малыми габаритами, весом и стоимостью, высокой производительностью, полным использованием лекарственных препаратов и пригодных для профилактики и лечения дыхательных органов мелкодисперсными аэрозолями, как в лечебных учреждениях, так и в домашних условиях.

Рассмотрим несколько конструкций УЗ ингаляторов:

- ингалятор для лечебных учреждений «Муссон»;

- ингалятор индивидуального применения «Инал»;

Они отличаются простотой в изготовлении и настройке, малой стоимостью, высокой надежностью и эффективностью.

Отличительной особенностью разработанных ингаляторов является наличие системы автоматического отслеживания уровня распыляемой жидкости относительно области фокусирования ультразвука, что обеспечивает с одной стороны, ее полное расходование, а с другой высокую стабильность дисперсного состава аэрозоля и его плотности.

Внешний вид ингаляторов «Муссон» и «Инал» слайд.

Ингалятор состоит из электронного блока и подключаемой к его выходному разъему с помощью соединительного кабеля распылительной камеры. Электронный блок содержит источник питания и высокочастотный генератор, вырабатывающий электрические колебания частотой 2.64 МГц для возбуждения ультразвуковых колебаний в распылительной камере. Электрические колебания, подаваемые по соединительному кабелю в распылительную камеру от электронного блока преобразуются пьезоэлектрическим элементом в ультразвуковые. Ультразвуковые колебания, проходя через фокусирующую линзу, контактную жидкость и дно кюветы, фокусируются на поверхности лекарственного препарата, обеспечивая его распыление

В части совершенствования существующих ингаляторов необходим малогабаритный, переносной (карманный), малоэнергоемкий (с батарейным питанием) ультразвуковой аэрозольный аппарат постоянной готовности.

Ультразвуковые сканеры, на сегодняшний день, приборы, предназначенные для получения изображения практически любых внутренних органов человека в реальном масштабе времени. Блок- схема любого сканера состоит из датчика (излучателя- приемника УЗ-сигнала), блоков усиления и формирования сигналов, компьютерного блока обработки и запоминания изображений сигналов, компьютерного блока обработки и запоминания изображений и монитора.

В зависимости от целей медицинского исследования УЗ-сканеры могут работать в различных режимах построения и представления изображений. Основными режимами работы сканеров являются: В-сканирование – двумерное изображение органа; М – сканирование – одномерное изображение, развернутое во времени, с ярко-контрастным представлением внутренних структур органа.

Самым распространенным методом представления изображений на сегодняшний день является секторное В – сканирование.

Слайд

Датчик устроен так, что за каждый кадр УЗ – сигнал посылается в среду с веерной разверткой по плоскости построения изображения. Поэтому изображение внутренних структур органа на экране монитора представляется сектором.

Слайд

На слайде представлен пример такого сканирования печени человека. На этом снимке представлен фронтальный срез печени: плотные слои окрашены темными, а менее плотные – светлыми тонами. Самым темным тоном окрашены вены.

Если в клинике при проведении ультразвукового исследования (УЗИ) требуется получение изображения и характеристик подвижных органов или их фрагментов, то используется метод М- сканирования. В этом случае на экран выводится срез органа в одной плоскости (например, по главной оси сердца), который разворачивается во времени. Этот метод нашел самое широкое применение в кардиологии. Таким методом представляют изображения различных областей сердца в реальном режиме его сокращений. Современные УЗ-сканеры позволяют представлять на экране монитора одновременно несколько изображений сердца в различных режимах сканирования. Такой метод позволяет представить врачу наиболее полную информацию об анатомическом и функциональном состоянии органа. На слайде показаны изображения работающего сердца и его фрагментов в режиме В-сканирования и одновременно еще два изображения в режиме М-сканирования.

В приведенном примере получено изображение работающего сердца в режиме В-сканирования (фрагмент а). Поскольку сердце сокращается, и его стенки весьма подвижны, снимок получается несколько смазанным. Врач установил курсор (зеленый пунктир, фрагмент а) в сечении желудочков сердца и получил развернутый во времени срез структур сердца в указанной плоскости (фрагмент б) в режиме М-сканирования. Затем врач установил курсор на область митрального клапана (зеленая линия, фрагмент а) и получил развернутый во времени срез, в котором можно наблюдать движение митрального клапана (фрагмент в) в режиме М-сканирования. Таким образом, врач, устанавливая курсор на интересующую его область, может получить изображения любых участков сердца и одновременно наблюдать в реальном режиме времени их работу.

Современные УЗ-сканеры позволяют получать изображения самых различных конфигураций во многих, удобных для врача сочетаниях. Например, давать В-, М-сканирование изображения структур сердца и одновременно доплер-изображение кровотока в полости желудочков сердца. Такие сложные представления органов и их функций, как правило, даются в цветном изображении. Кроме того, УЗ-сканеры позволяют реконструировать трехмерные изображения (режим 3D) органа. Этот метод эффективно применяется в практике акушерства для получения качественных снимков плода, его движений и поведения.

В последнее время начал внедрятся метод эластометрии для исследования тканей печени в норме, так и при различных стадиях микроза. Суть метода такова. Датчик устанавливается перпендикулярно поверхности тела. При помощи вибратора, встроенного в датчик, создается низкочастотная ультразвуковая механическая волна (ν=50 Гц, А=1мм), скорость распространения которой по подлежащим тканям печени оценивается при помощи ультразвука с частотой 3,5 МГц (по сути, осуществляется эхолокация). С использованием формулы для скорости продольной волны

υ = ,

рассчитывается модуль Е (эластичность) ткани. Для пациента проводится серия измерений (не менее 10) в межреберных промежутках в проекции положения печени. Анализ всех данных происходит автоматически, аппарат выдает количественную оценку эластически (плотности), которая представляется как в числовом, так и в цветном виде.

Поиск по сайту: