Поиск неисправностей в электронике - [112]
Можно видеть, что клапан перемещается вперед и назад в основании аорты при каждом ударе сердца.
Рис. 10.30.Изображение сердечного клапана в М-режиме
Наиболее удивительная форма ультразвукового изображения — сканирование в В-режиме — выполняется с помощью перемещения преобразователя по дуге с повторяющимися импульсами и дает веерообразный разрез исследуемой ткани, образованный множеством векторов наблюдения, как показано на рис. 10.31.
Рис. 10.31. Работа секторного сканера в В-режиме
Каждое возвращающееся эхо представлено в виде точки, интенсивность которой индивидуальна для каждого текущего вектора сканирования. При одновременном показе всех векторов сканирования можно видеть границу ткани, как показано на рис. 10.31.
Реальный вид в М-режиме четырех камер сердца показан на рис. 10.32. Для получения изображения преобразователь помещается под грудной клеткой и направляется на сердце. Поэтому верхушка и левый желудочек находятся в верхней части экрана.
Рис. 10.32.Сканирование сердца в В-режиме
Одним из способов получения такого дугового изображения из ультразвуковых векторов является построение вращающегося преобразователя. Эти устройства имеют встроенный в конец преобразователя двигатель. Электрические импульсы возбуждения кристалла поступают от электронного блока через кольца коммутатора, которые позволяют кристаллу вращаться. При достижении заданного угла кристалл испускает быструю последовательность импульсов, позволяющую сформировать векторы звуковых волн и получить информацию об эхе. Преимущество этого метода заключается в использовании одного кристалла преобразователя и связанной с ним схемы приема и передачи. Основной недостаток заключается в том, что в преобразователе появляются движущиеся части, что делает его очень уязвимым к физическому повреждению, механическому износу и может вызвать шумы в сигнале.
Другим вариантом является ультразвуковой датчик для конвергентного сканирования снабженный множеством отдельных кристаллов, образующих прямую линию. Каждый кристалл имеет свою цепь передачи и приема. Управляя порядком включения кристаллов можно генерировать определенную волну, которая будет направлена но радиальной линии сектора. Этот сигнал принимается и усиливается каждым кристаллом, затем сигналы суммируются и дают один вектор сканирования. Преимущество этого датчика заключается в том, что вектор формируется без использования движущихся частей. Обычно преобразователи ультразвуковых датчиков для конвергентного сканирования меньше, чем преобразователи с вращающейся головкой.
Изготовить головку преобразователя с множеством мелких кристаллов достаточно сложно и очень дорого. Множество плат приемников и передатчиков увеличивает стоимость систем с ультразвуковыми датчиками конвергентного сканирования, но это может оказаться полезным при обслуживании таких устройств. Типичный секторный сканер показан на рис. 10.33. Ультразвуковой датчик для конвергентного сканирования находится слева от прибора, а на экране показано сохраненное изображение.
Рис. 10.33.Типичный секторный сканер для эхокардиографии
Все эти приборы предоставляют собой достаточно сложные цифровые преобразователи, которые превращают информацию звуковых векторов в видеоизображения, чтобы вывести на стандартный растровый монитор. Большинство этих систем оцифровывают аналоговый сигнал яркости для каждого вектора и выполняют различные функции цифровой обработки для улучшения окончательного изображения.
Вследствие природы схем ультразвукового датчика для конвергентного сканирования, печатные платы секций приема и передачи обычно устанавливаются в корпус, что затрудняет измерения. Для того, чтобы работать с такой печатной платой, необходима специальная плата-переходник, поставляемая изготовителем. Она обеспечивает механическую фиксацию и электропитание исследуемой платы вне корпуса. На практике очень трудно увидеть воздействие одной платы приема-передачи на качество изображения. Хорошее изображение можно получить, даже если удалить несколько плат, так как каждая из них дает не отдельный вектор изображения, а участвует в обеспечении точности и полноты каждого вектора в сканировании сектора.
Для проверки выхода платы приема-передачи необходимо с помощью осциллографа наблюдать каждый принимаемый сигнал до суммирования. Понимание функций базовой секции очень важно для локализации неисправности в таком сложном устройстве.
Если проблема заключается в плохом качестве изображения, специалист по биомедицинскому оборудованию должен определить, имеет ли место неисправность в самом оборудовании, или прибор неправильно используется. Ничем нельзя заменить опыт при определении правильности формирования изображения. Вес пациента, структура костей, положение датчика и т. д. влияют на качество изображения. Большинство специалистов очень хорошо знают изображение собственного сердца при правильной работе установки и при стандартном положении органов управления. Поместив датчик между ребер, специалист немедленно получает изображение. Это помогает ему попять, насколько хорошо работает прибор.
