Исследование и разработка методов повышения эффективности мониторирования скорости кровотока

• Автор: Рябоконь, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 МОНИТОРИРОВАНИЕ КРОВОТОКА В МЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКЕ И В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ: СОВРЕМЕННОЕ
СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1Л Неинвазивное мониторирование кровотока в настоящее время и в перспективе
1.2 Акустические и физиологические особенности ультразвукового исследования кровотока
1.3 Воздействие ультразвукового излучения на человека
1.4 Режимы измерения скорости кровотока на основе эффекта Доплера
1.5 Совместное измерение скорости кровотока и диаметра сосудов..
1.6 Методы коррекции угла инсонации
1.7 Структура ультразвуковых доплерографов
1.8 Элементная база ультразвуковых доплерографов
1.9 Ультразвуковые пьезоэлектрические датчики в доплерографии
Выводы
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ДОСТОВЕРНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ МОНИТОРИРОВАНИИ СКОРОСТИ КРОВОТОКА
2.1 Метод повышения безопасности ультразвукового мониторирования скорости кровотока
2.1.1 Ограничения средней электрической мощности, подводимой к датчику
2.1.2 Ограничения глубины инсонации
2.1.3 Ограничения амплитуды выходного напряжения и средней выходной мощности формирователя сигнала возбуждения
2.2 Метод повышения достоверности измерений при мониторировании скорости кровотока

2.2.1 Минимизация ошибки измерения скорости кровотока
2.2.2 Минимизация ошибки измерений диаметра сосуда
2.2.3 Оценка инструментальной ошибки измерений
2.2.4 Показатель для оценки достоверности измерений при монигорировании скорости кровотока
Выводы
ГЛАВА 3 ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИЙ МОБИЛЬНОГО МОНИТОРА СКОРОСТИ КРОВОТОКА
3.1 Критерии эффективности
3.2 Показатель эффективности приемного тракта
3.3 Показатель эффективности передающего тракта
3.4 Интегральный показатель эффективности вариантов реализации мобильного монитора скорости кровотока
3.5 Способы эффективной реализации одноканального и многоканального вариантов мобильного монитора скорости кровотока
3.5.1 Конфигурации ультразвуковых датчиков
3.5.2 Подсистема управления и обработки сигналов и приемо-передающий тракт
Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОБРАЗЕЦ ОДНОКАНАЛЬНОГО ВАРИАНТА МОБИЛЬНОГО МОНИТОРА СКОРОСТИ КРОВОТОКА
4.1 Детализация задач экспериментального исследования
4.2 Разработка экспериментального образца мобильного монитора скорости кровотока в сосудах человека
4.2.1 Разработка макета приемо-передающего тракта
4.2.2 Разработка подсистемы питания
4.2.3 Разработка модуля управления
4.3 Проведение модельного эксперимента с использованием экспериментального ультразвукового пьезодатчика и модели объекта

инсонации
4.3.1 Разработка модели объекта инсонации
4.3.2 Определение рабочих параметров экспериментального датчика
4.3.3 Испытания экспериментального образца мобильного монитора
скорости кровотока
Выводы
ГЛАВА 5 МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ МОБИЛЬНОГО МОНИТОРА
СКОРОСТИ КРОВОТОКА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А Табличные данные для сравнения вариантов реализации
мобильного монитора скорости кровотока
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Сведения о практическом применении результатов диссертации

В соответствии с классификацией, аналоговое исполнение имеют приборы, реализующие только наиболее простые режимы доплерографии. Однако эти же режимы могут быть реализованы в приборах с цифровым приемо-передающим трактом [79]. В приборах с аналоговым приемопередающим трактом выделение доплеровского сигнала осуществляется в аналоговом виде, после чего сигнал может быть преобразован в цифровой вид для вычисления доплеровского спектра и дальнейших операций с данными.
В настоящее время подавляющее большинство коммерческих ультразвуковых медицинских аппаратов имеют цифровое исполнение приемопередающего тракта [108, с.3], что позволяет в сложных системах упростить аппаратную часть, а также в короткие сроки осуществить модернизацию прибора с минимальными затратами на переработку приемо-передающего тракта. В отличие от аналоговых цифровые приемо-передающие тракты преобразуют принимаемые ультразвуковые сигналы в цифровой вид непосредственно после усиления и компенсации затухания по глубине. Очевидно, что частота сэмплирования должна быть не менее 40-60 МГц [118, с.65], и, следовательно, все дальнейшие операции с сигналами должны выполняться с применением быстродействующих средств цифровой обработки сигналов. В свою очередь, в зависимости от используемых средств цифровой обработки сигналов при реализации приемо-передающего тракта различают аппаратные тракты, построенные на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), программные, построенные на базе процессоров цифровой обработки сигналов, и комбинированные.
Кроме того, следует заметить, что для организации формирователя луча в современных ультразвуковых аппаратах, как с аналоговым приемо-передающим трактом, так и с цифровым, преимущественно используются программируемые логические интегральные схемы [141; 142; 108, с.3], а задачи преобразования сигналов, начиная от вычисления доплеровского спектра и заканчивая реализацией полной последовательности операций обработки сигналов после