Исследование и разработка аппаратуры повышенной точности для ультразвуковой медицинской диагностики

• Автор: Акатов, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. Анализ существующих методов и средств построения ультразвуковой медицинской диагностической аппаратуры

1.1. Предмет исследования.

1.1.1. Ультразвуковая медицинская диагностическая аппаратура

1.1.2. Медицинская ультразвуковая диагностическая аппаратура на

базе персонального компьютера.

1.2. Исследование структурных схем аппаратуры для

ультразвуковой медицинской диагностики

1.2.1. Ультразвуковая медицинская диагностическая аппаратура

для эхоимпульсной визуализации

1.2.2. Сравнительный анализ датчиков для ультразвуковых

диагностических медицинских аппаратов.
1.2.3. Задача преобразования координат для секторного
ультразвукового диагностического медицинского аппарата.
1.2.4. Задача разработки аппаратуры повышенной точности для
ультразвуковой медицинской диагностики
1.3. Сравнительный анализ ультразвуковых доплеровских
приборов и датчиков.
1.3.1. Существующие ультразвуковые доплеровскис приборы
1.3.2. Сравнительный анализ датчиков для ультразвуковых
доплеровских приборов.
1.3.3. Задача разработки ВЧ ультразвукового доплеровского
прибора
1.3.4. Обзор существующих работ.
1.4. Исследование ультразвуковых медицинских приборов на
базе персонального компьютера.
1.5. Цель и задачи исследования.
Выводы по главе.
ГЛАВА 2. Анализ алгоритмов преобразования координат для ультразвуковых диагностических приборов на базе персонального компьютера
2.1. Влияние параметров ультразвукового диагностического
прибора на качество изображения.
2.2. Существующие алгоритмы преобразования координат
2.2.1. Алгоритм интерполяции ближайшим соседним элементом
2.2.2. Алгоритм неравномерного квантования
2.2.3. Алгоритм заполнения
2.2.4. Алгоритм равномерного квантования
2.2.5. Алгоритм 0 интерполяции.
2.2.6. Исследование алгоритмов преобразования координат
2.2.6.1. Анализ ошибки восстановления
2.2.6.2. Моделирование алгоритмов для оценки времени обработки.
2.2.6.3. Парстоанализ исследуемых алгоритмов
2.3. Модифицированный алгоритм 0 интерполяции
Выводы по главе.
ГЛАВА 3. Разработка аппаратуры повышенной точности для ультразвуковой медицинской диагностики на базе персонального компьютера
3.1. Синтез аппаратного и программного обеспечения
аппаратуры повышенной точности для ультразвуковой медицинской диагностики на базе персонального компьютера
3.1.1. Синтез аппаратного обеспечения на основе анализа задачи ввода и обработки сигнала аппаратуры повышенной
точности для ультразвуковой медицинской диагностики
3.1.2. Синтез программного обеспечения аппаратуры повышенной
точности для ультразвуковой медицинской диагностики с учетом специфики разработанной структурной схемы
3.2. Исследование зависимости глубины проникновения
ультразвука от частоты излучаемого сигнала
3.3. Реализация ультразвукового доплеровского блока
3.4. Разработка аппаратуры повышенной точности для ультразвуковой медицинской диагностики на базе
персонального компьютера
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список используемой литературы


Разработка программноаппаратного УЗ сканера позволит рационально решить задачу обработки информации на базе современного ПК. Современные ультразвуковые медицинские диагностические комплексы успешно решают проблему одновременного отображения информации о состоянии внутренних органов и кровеносной системы. В то же самое время, обследование поверхностно расположенных сосудов и низкоскоростных кровотоков до сих пор вызывает определенные трудности, так как существующие приборы не позволяют проводить такие исследования. Возможность неинвазивной, объективной и динамической оценки кровотока по сосудам малого калибра остается одной из актуальных задач современной ангиологии и смежных специальностей. Не менее важным аспектом проблемы эхолокации низкоскоростных потоков крови является мониторинг проходимости микрососудистых анастомозов при реимплантации сегментов конечностей, трансплантации тканевых лоскутов и органов. В качестве отдельной задачи можно выделить ультразвуковую допплерографию. С помощью ВЧ в ультразвуковой допплерографии открываются перспективы в определении жизнеспособности тканей при критической ишемии, обширных ожогах и обморожениях. Таким образом, исследование и разработка ультразвукового медицинского диагностического комплекса на базе Г1К, на основе программноаппаратной обработки с допплеровским индикатором низкоскоростных кровотоков является актуальной задачей для современной медицины и предопределяет цели и задачи диссертационного исследования, его предмет и объект. Актуальность темы диссертации. Диссертация посвящена разработке принципов построения и исследованию технических характеристик аппаратуры повышенной точности для ультразвуковой медицинской диагностики, отличающейся высокой точностью, быстродействием и широким диапазоном диагностических функций. Целью диссертации является исследование и разработка аппаратуры повышенной точности для ультразвуковой медицинской диагностики. Методы исследования. Для теоретического и практического решения поставленных задач в качестве основного инструмента исследований использовались методы математического анализа, теории вероятностей, теории информации и метрологии. Экспериментальные исследования выполнялись на испытательных стендах с использованием методов оптимизации проектирования. Достоверность научных положений, выводов подтверждается результатами моделирования и обсуждением докладов на научнотехнических конференциях, актами внедрения и Патентом. Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту. Принципы построения аппаратуры и базовых алгоритмов обработки информации в реальном масштабе времени для приборов ультразвуковой медицинской диагностики. Метод повышения точности диагностики состояния сосудистой системы человека при использовании ультразвукового доплеровского прибора. Структура аппаратуры повышенной точности для ультразвуковой медицинской диагностики на базе ПК. УЗ датчика. Достоверность результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается экспериментальными лабораторными и клиническими испытаниями. Автором исследований получен Патент на изобретение 4 Ультразвуквое диагностическое устройство но заявке от . Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научнотехнических конференциях студентов и аспирантов Москва, МИЭМ, г. Публикация. По теме диссертации опубликовано 1 статья и 3 научных доклада на научнотехнических конференциях. Структура диссертации. Диссертации состоит из введения, 3 глав, заключения и 4 приложений. Включает рисунок, 8 таблиц и формул. Во введении обуславливается актуальность темы диссертационной работы, формулируются общие цели исследования. Показывается роль ультразвука в диагностической аппаратуре. В первой главе проводится оценка состояния медицинского приборостроения в России, анализ существующих методов и средств построения ультразвуковых медицинских диагностических приборов, в частности, ультразвуковых доилеровских приборов, а также ультразвуковых сканеров на базе персонального компьютера. Определяются цели и задачи исследования.