неинвазивный тестер камней организма

Формула изобретения

Неинвазивный тестер камней организма, содержащий источник гидроудара, соосно которому на противоположной поверхности объекта исследования размещен акустический датчик, состоящий из акустического преобразователя, подключенного к согласующему элементу, соединенный с блоком преобразования и обработки сигнала, включающим усилитель-компаратор, соединенный с анализатором спектра и амплитудно-частотных характеристик, снабженным памятью, при этом усилитель-компаратор содержит зуммерный блок индикации, отличающийся тем, что акустический преобразователь выполнен в виде корпуса, в котором на плате укреплена решетка из пъезоэлементов, залитая жидкой средой, например маслом, а его торец перекрыт резиновой мембраной с малым акустическим сопротивлением, согласующий элемент выполнен в виде первого истокового повторителя, первый выход которого подключен через второй истоковый повторитель к пик-вольтметру и через разделительный истоковый повторитель усилителя-компаратора к анализатору спектра и амплитудно-частотных характеристик, а второй выход - через компаратор и мультивибратор к зуммерному и световому блокам индикации усилителя-компаратора.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к медицинской технике и может быть применено для анализа камней организма по твердости при воздействии на него мощной гидроударной волны литотриптора и измерения амплитуды рассеянной от удара о камень гидроударной волны.

Кроме того, устройством можно измерять интегральное давление в фокусе гидроударной волны, куда и помещают затем орган с камнем.

Известна система для имитации камней в человеческой почке, рассмотренная в качестве прототипа, включающая литотриптер, соосно которому на противоположной стороне объекта исследования размещен акустический датчик (ультразвуковой), содержащий акустический преобразователь согласующий блок, и соединенный с блоком преобразования и обработки сигнала, в котором размещены усилитель-компаратор, звуковой индикатор и элементы анализа, соединенные с процессором.

Недостатком устройства является невозможность точного определения характера и параметров камней непосредственно в организме, а также их точного расположения для дальнейшей оптимизации режима обработки камня.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в тестер введен источник гидроудара, соосно которому на противоположной поверхности биообъекта исследования размещен акустический датчик, состоящий из акустического преобразователя, подключенного к согласующему элементу, и соединенный с блоком преобразования и обработки сигнала, включающий усилитель-компаратор, соединенный с анализатором спектра и амплитудно-частотных характеристик, снабженным памятью, при этом усилитель-компаратор содержит зуммерный блок индикации, акустический преобразователь выполнен в виде корпуса, в котором на плате укреплена решетка из пьезоэлементов, залитая жидкой средой, например маслом, а его торец перекрыт резиновой мембраной с малым акустическим сопротивлением, согласующий элемент выполнен в виде первого потокового повторителя, первый выход которого подключен через второй истоковый повторитель к пик-вольтметру и через разделительный потоковый повторитель усилителя-компаратора к анализатору спектра и амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), а второй выход через компаратор и мультивибратор к зуммерному и световому блокам индикации усилителя-компаратора.

На чертеже изображен предлагаемый неинвазивный тестер.

Тестер состоит из следующих элементов: акустический датчик 1, усилитель-компаратор 2, анализатор спектра и амплитудно-частотных характеристик 3. Внутри корпуса 4 акустического датчика 1 закреплена плата 5 с напаянной на нее решеткой пьезоэлементов 6, образующих акустический преобразователь. Корпус 4 наполнен жидкой средой, например маслом, и закрыт с торца фланцем 7 с резиновой мембраной 8. Рабочая поверхность пьезоэлементов направлена на источник S (камень) переотражения гидроударной волны от источника гидроудара (литотриптора) 9. На обратной стороне платы 5 укреплен согласующий элемент 10 с первым потоковым повторителем II (полевым транзистором) и резистором 12. Выход полевого транзистора II, плюсовой источник питания и общая точка выведены через гермоввод 13 на экранированный кабель 14, соединяющий акустический датчик 1 с усилителем-компаратором 2, блока преобразования и обработки сигнала, который в свою очередь содержит собственно компаратор 15, соединенный с эмиттерным повторителем 16 с зоной "нечувствительности" амплитуды. К входу компаратора 15 подключен первый вывод истокового повторителя II, находящегося внутри корпуса датчика 1. На камень S через жидкую среду посредством рефлектора литотриптора 9 направлен гидроударный импульс, который через мембрану с малым акустическим сопротивлением 8 и масло воспринимают пьезоэлементы 6 датчика 1.

К выходу компаратора 15 (операционного усилителя) подключен через эмиттерный повторитель 16 резистивный аттенюатор 17 амплитуды с растяжкой (типа "грубо-точно"). Выход аттенюатора подключен к эмиттерному повторителю на транзисторе 18. Эмиттер транзистора 18 подключен к входу ждущего мультивибратора 19 с возможностью его повторного запуска, кроме того, к входу также подключен балластный конденсатор 20 на "землю", чтобы "погасить" высокочастотный выброс и помехи.

Единичный выход ждущего мультивибратора 19 подключен к входу эмиттерного повторителя 21, эмиттер которого подключен к зуммерному и световому блокам индикации усилителя-компаратора базе более мощного транзистора 22, нагрузкой которого служат три светодиода 23 световой индикации промаха по камню. Коллектор транзистора 22 подключен к входу зуммера блока 24, запускаемого единичным сигналом (+9 +12V). Входной сигнал от истокового повторителя II через второй истоковый повторитель 25 поступает на вход пик-вольтметра 27, а через разделительный истоковый повторитель 26 на счетверенном операционном усилителе, к клеммам 28 анализатора амплитудно-частотных характеристик и анализатора спектра (с памятью).

Анализатор АЧХ подключен внутри к клеммам прибора 28, на его экране отображается кривая АЧХ, соответствующая, например, сигналу, принимаемому акустическим датчиком при рассеянии гидроударной волны о камень. А по спектру определяют твердость и, возможно, тип камня в процессе попадания в камень.

Работа тестера в процессе эксплуатации заключается в том, что на противоположной стороне тела пациента соосно размещают датчик 1 мембраной к телу, смазав участок тела гелем или маслом. В момент удара гидроакустической импульсной сфокусированной волной по почечному камню S энергия удара рассеивается и не срабатывает пороговый элемент усилитель-компаратор 2, т. к. энергия импульса диспергировала в процессе попадания в камень. Однако в этот же момент сигнал рассеяния, принимаемый датчиком 1, поступает на потоковые повторители 11, 25, 26 и усилители 15, 17, 19, 25, 26, далее поступает на вход пик-вольтметра 27, (который работает также и при промахе по камню, т. е. при максимальном импульсном гидроударе), на цифровом или стрелочном приборе которого по максимальному отклонению стрелки или цифровой величине, в случае цифрового вольтметра, видно давление импульсного гидроудара при рассеянии энергии или при промахе по камню (т. е. мах). При промахе по камню звучит звуковой "зуммер" в течение 1,5 с. Каждым вторым гидроударным импульсом пик-вольтметр 27 устанавливается в "0" посредством триггера. В момент промаха по камню (иди начальной величины настройки гидроударного импульса) анализатор амплитудно-частотной характеристики и анализатор спектра 28 на экране высветит осциллограмму, амплитуда которой соответствует силе гидроудара волны в фокусе литотриптора, а частота будет соответствовать параметрам импульса.

При рассеянии попадании в камень S осциллограмма АЧХ будет иной и соответствовать некоторым составляющим частот при рассеянии волны, причем, чем тверже камень, тем больше в составе АЧХ будут привалировать более высокочастотные составляющие сигнала.

Использование тестера дает возможность применять литотрипторы в малотравмирующем режиме, в частности уменьшить время работы литотриптора при промахах по камню, а также определять твердость камня по АЧХ, что также дает возможность оптимизации режима обработки камня.