Привет, Вы узнаете о том , что такое Ультразвуковая аппаратура и методы ее поверки., Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое Ультразвуковая аппаратура и методы ее поверки. , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электронная лечебная аппаратура.

Под ультразвуковыми колебаниями в акустике понимают такие колебания, частота которых лежит за верхним пределом слышимости человеческого уха, т.е. более 20 кГц. Помимо собственных звуковых колебаний, под которыми обычно подразумевают распространяющиеся в среде продольные волны, к ультразвуковым относят колебания изгиба и сдвига, а также поперечные и поверхностные колебания, если их частота составляет более 20 кГц. В настоящее время удается получать колебания с частотой 1*10¹⁰ Гц. Область ультразвуковых колебаний примерно охватывает 16 актов. Малость длины волны ультразвуковых колебаний в твердых телах обусловила широкое применение ультразвука. Благодаря малой длине волны ультразвуковые волны допускают отличную фокусировку получение направленного излучения. Поэтому можно говорить об ультразвуковых лучах и строить на их основе звукооптические системы. Также сравнительно простыми методами удается получить ультразвуковые колебания относительно больших интенсивностей.

В 1880 году Кюри открыли, что при растяжении и сжатии в определенных направлениях у некоторых кристаллов на их поверхности возникают электрические заряды. Опыты показали, что возникающий при деформации заряд пропорционален сжатию или растяжению кристаллов. Знак заряда зависит от рода деформации. При переходе от сжатия к растяжению он меняется. Пьезоэлектрический эффект обнаружился у кристаллов турмалина, кварца, хлората натрия, винной кислоты, тростникового сахара, сегнетовой соли.

С точки зрения физики и биофизики при взаимодействии ультразвука с биологическими средами можно выделить целый ряд механизмов действия на ткани организма. Тепловые механизмы проявляются в тех случаях, когда поглощения акустической энергии приводит к локальному росту температуры среды. При чем основной вклад в акустическое поглощение дают такие механизмы потерь на рассеяние, как молекулярная релаксация внутреннего трения и относительное движение частиц среды. Параметрами взаимодействия, связанного с тепловыми механизмами, являются интенсивность и время облучения.

Кавитация, под которой понимается процесс роста и колебаний газовых пузырьков в поле акустической волны, обычно возникает в тех случаях, когда используется ультразвук высокой мощности в режиме непрерывного излучения. А также ее можно наблюдать и при использовании диагностического звука с малым числом периодов в импульсе. При исследовании кавитации необходимо знать такие параметры, как максимальное отрицательное давление и длительность импульса, так как именно в фазе разряжения газ диффундирует из раствора в воздушный пузырек, что приводит к росту последнего.

К нетепловым механизмам действия ультразвуковых колебаний относят стационарные: радиационное давление, перемешивание поглощающих ультразвуковых жидкостей за счет возникновения акустических потоков, сдвиговые напряжения в структурах, находящиеся в акустических потоках в жидкости.

Согласно данным американского института по применению ультразвука в медицине ультразвуковое облучение не оказывает заметного биологического действия на ткани млекопитающих при интенсивностях ниже 100 мВт/см². При более высоких уровнях интенсивности, отчетливо выраженные биологические эффекты отсутствуют, если произведение интенсивности на время облучения не превышает 50 Дж/см². Обычно мощность ультразвуковых доплеровских приборов с непрерывным излучением лежит в пределах 20 – 800 мВт/см², мощность эхоимпульсных сканеров 7*10^-2 – 680 мВт/см², однако иногда плотность потока излучаемой акустической энергии эхоимпульсных сканеров составляет 2800 Вт/см². При исследовании глубоко залегающих структур организма применяют низкие частоты: для сердца – 2,25 – 5 МГц, гинекологии – 3,5 – 5 МГц. Для исследования неглубоких структур применяют более высокие частоты, так эхографию глаза проводят при частоте 10 – 15 МГц.

По принципу действия ультразвуковые приборы делятся на две группы:

1. Эхоимпульсные – служат для определения аналитических структур, визуализации и измерения;

2. Доплеровские – позволяют получать кинематическую характеристику быстропротекающих процессов: кровотока в сосудах, сокращения сердца.

+Однако такое деление условно. Существуют установки, которые дают возможность одновременно изучать как аналитические, так и функциональные параметры.

Наибольшее распространение в клинической практике нашли три метода ультразвуковой диагностики:

1. одномерные исследования – эхография;

2. двумерные исследования – сонография;

3. доплерография.

Эхография одномерная.

Различают два варианта: А – метод и М – метод. Амплитуда отраженного на экране сигнала характеризует величину отражения, а время задержки относительно начала – глубину залегания неоднородности, т.е. расстояние от поверхности тела до отразившей сигнал ткани. Таким образом одномерный метод дает информацию о расстоянии между слоями тканей на пути ультразвукового импульса. А – метод используется в диагностике болезней головного мозга, сердца, в нейрохирургии. Используется эхоэнцелография для определения размеров желудочков мозга и положения серединных структур. В кардиологии с помощью эхокардиографии оценивают структуру сердца, но при этом используется М – метод. При М – методе датчик находится в фиксированном положении, амплитуда эхосигнала при регистрации меняется. Если смещать эхограмму при каждом последующем зондирующем импульсе на малую величину, то получается изображение в виде кривой – М – эхограмма.

Ультразвуковое сканирование (сонография).

Ультразвуковое сканирование позволяет получать двумерное изображение – В – метод. Сущность метода заключается в перемещение ультразвукового пучка по поверхности тела во время исследования. Этим обеспечивается регистрация сигналов одномерного или последовательного от многих точек объекта. Получаемая серия сигналов служит для формирования изображения. При ультразвуковом сканировании яркость каждой точки находится в прямой зависимости от интенсивности эхосигнала. Сильный эхосигнал обуславливает на экране яркое светлое пятно, а слабый – различные оттенки серого вплоть до черного. Важнейшим элементом ультразвукового сканера является блок промежуточной цифровой обработки. В нем ультразвуковое изображение преобразуется в цифровое и н6акапливается при поступлении его от датчика. Диапазон градации серого цвета достигает 64 уровней. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Промежуточная цифровая память позволяет остановить изображение движения органа.

Доплерография.

Доплерография основана на принципе Доплера, т.е. частота эхосигнала, отраженного от движущегося объекта, отличается от частоты изучаемого сигнала. Источником ультразвуковых волн служит ультразвуковой преобразователь, он неподвижен и формирует узкий пучок волн. Если этот орган или объект при наблюдении перемещается, то частота ультразвуковых волн, возвращающихся в преобразователь, отличается от частоты первичных волн. Если объект движется навстречу неподвижному датчику, то он встречает больше ультразвуковых волн за один и тот же период времени.

Существует два вида доплерографических исследований:

1. непрерывное;

2. импульсное.

В первом случае генерация ультразвуковых волн осуществляется непрерывно одним пьезоэлектрическим элементом, а регистрация отраженных волн другим. В электронном блоке прибора производится сравнение двух частот ультразвуковых колебаний. По сдвигу частот этих колебаний судят об активности движения аналитических структур. Анализ сдвига частот может производиться акустическим способом или с помощью самописцев. Данный метод эффективно используется при изучении скоростей кровотока. Недостатком данного метода является то, что изменение частоты отраженного сигнала происходит не только из-за движения крови в сосудах, но и из-за любых движущихся структур, встречающихся на пути ультразвуковой волны.

Импульсная доплерография позволяет измерять скорость в заданном участке контрольного объема. Размеры этого объема несколько миллиметров в диаметре. В некоторых аппаратах скорость кровотока можно определять в нескольких контрольных объемах. Результаты таких исследований могут быть представлены тремя способами:

1. в виде количественных показателей скорости кровотока;

2. в виде кривых;

3. в виде звуковых сигналов.

Звуковой выход позволяет на слух дифференцировать однородное ламинарное течение крови. При записи на бумаге ламинарный кровоток характеризуется тонкой однородной кривой, а вихревой кровоток широкой неоднородной.

+Доплерографию используют для изучения формы, контуров и просветов кровеносных сосудов. Это позволяет обнаружить сужение и тромбоз сосудов, нарушение кровотока и состояние кровообращения.

Применяют также комбинированные методы исследований, так называемая доплексная сонография. В это случае получают и изображение сосудов,и запись кривой кровотока.

Излучатели аппаратов для ультразвуковой терапии.

Классификация излучателей

По виду воздействия:

1. Излучатели наружного воздействия.

2. Излучатели для внутриполостного воздействия.

3. Излучатели для наружного и внутриполостного воздействия.

В зависимости от вида акустической связи с поверхностью ткани:

1. Акустическая связь обеспечивается путем непосредственного контакта рабочей поверхности излучателя с тканью.

2. Акустическая связь обеспечивается через промежуточный слой воды или лекарственных средств между рабочей поверхностью излучателя и тканью.

В зависимости от положения излучателя:

1. Излучатели, предназначенные для перемещения рабочей поверхности относительно ткани.

2. Излучатели с неподвижной рабочей поверхностью.

В зависимости от формы рабочей поверхности:

1. с плоской рабочей поверхностью;

2. с цилиндрической рабочей поверхностью.

В зависимости от области применения:

А – акушерство;

Г – гинекология;

Д – дерматология;

К – косметология;

Л – лорингология;

О – офтальмология;

П – проктология;

С – стоматология;

У – урология;

Ф – общая физиология.

По системе технического обслуживания:

1. ремонтируемые;

2. неремонтируемые.

Обозначение излучателей.

Оно состоит из слова «излучатель» и его шифра. Шифр состоит из букв ИУТ, числового значения частоты преобразования высокочастотных электрических сигналов в ультразвуковые в МГц, числового значения диаметра цилиндрической рабочей поверхности в мм, числового значения номинальной площади в см², порядкового номера модели и условного обозначения в зависимости от области применения.

ИУТ 0,88 – 2,07 С

ИУТ 0,88 – 13 – 2,08 У

Технические требования к излучателям.

Излучатели должны обеспечивать работоспособность на частоте, номинальное значение которой выбирают из ряда 0,88 1,76 2,64 5,28 МГц, при этом относительное отклонение частоты подводимых высокочастотных электрических колебаний не должно превышать 0,03%. Номинальное значение эффективной площади излучателя выбирают из ряда 0,1 0,2 0,4 0,5 1,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 см². Относительное отклонение не должно превышать 10%. Диаметры цилиндрической рабочей поверхности выбирают из ряда 3 5 7 9 11 13 16 20 мм. Отклонение от номинального не должно превышать 0,3 мм.

Излучатели должны обеспечивать излучение ультразвуковых колебаний максимальной эффективной интенсивностью не меньше 1,01 Вт/см².

Требования к эргономическим и конструктивным показателям:

1. Длина соединительного кабеля должна быть 1,5 - 1,7 м.

2. Излучатели должны иметь знаки, обозначающие допустимый уровень их погружения в воду.

3. На поверхностях не должно быть наплывов, трещин, раковин, царапин.

4. Наружные поверхности излучателей и приспособления, установленные на них, должны быть устойчивыми к дезинфекции 3%-ым раствором перекиси водорода с добавлением 0,5% моющего средства или других дезинфицирующих растворов.

Требования к надежности:

1. Должны сохранять работоспособность после работы в течение одной минуты после нагрузки при подведении к ним высокочастотных колебаний, соответствующих излучению ультразвуковых колебаний в воде эффективной интенсивностью не менее 0,4 Вт/см².

2. Должны быть работоспособными после работы в течение трех циклов в режиме 15 минут при излучении ультразвуковых колебаний эффективной интенсивностью не менее 0,4 Вт/см² и 10 минут при отсутствии излучения.

Требования безопасности:

+

1. Температура рабочей поверхности излучателя после работы не должна превышать 42 С при начальной температуре воды 25+/-1 С.

2. Радиус притупления рабочих частей излучателя не должен быть менее 0,3 мм.

3. На рабочих частях излучателей не должно быть повреждений.

Аппаратура для ультразвуковой терапии.

На аппараты для ультразвуковой терапии, генерирующие ультразвуковые колебания с частотой 0,88МГц, 1,76 МГц, 2,64 МГц, 5,28 МГц в целях воздействия ими на ткани человека при лечении заболеваний в условиях медицинских учреждений, распространяется ГОСТ 25052-87. Этот стандарт не распространяется на ультразвуковые аппараты для рефлексотерапии, аэрозоль-терапии и на ультразвуковые части аппаратов, предназначенных для комбинированного воздействия ультразвуком и другими видами энергии.

Аппараты для ультразвуковой терапии классифицируются:

1) по числу генерируемых частот и по числу одновременно обслуживаемых пациентов:

- одночастотные аппараты для обслуживания одного пациента;

- двухчастотные аппараты для обслуживания одного пациента;

- двухчастотные аппараты для обслуживания двух пациентов.

2) по области применения:

А – акушерство;

Г – гинекология;

Д – дерматология;

К – косметология;

Л – лорингология;

О – офтальмология;

П – проктология;

С – стоматология;

У – урология;

Ф – общая физиология.

Обозначения аппаратов для ультразвуковой терапии.

Обозначение аппарата должно состоять из слова аппарат и шифра аппарата. Шифр аппарата состоит из букв УЗТ, условного обозначения частоты или частот, порядкового номера модели и буквенного обозначения вида аппарата. Условное обозначение частоты или частот должно состоять для аппаратов первого типа из цифры, соответствующей условному обозначению их частоты, при этом 1 = 0,88 МГц, 2 = 1,76 МГц, 3 = 2,64 МГц, 6 = 5,28 МГц. Для аппаратов второго и третьего типа условное обозначение частоты состоит из двух цифр; для аппаратов второго типа цифры располагают в порядке возрастания их значений, а для аппаратов третьего типа – в порядке уменьшения.

Аппарат УЗТ – 1.02 С (тип 1; 0,88 МГц)

Аппарат УЗТ – 13.02 С (тип 2; 0,88МГц; 2,64МГц)

Аппарат УЗТ – 31.02 С (тип 3; 2,64МГц; 0,88МГц)

Аппараты должны обеспечивать генерирование ультразвуковых колебаний эффективной интенсивностью, номинальное значение которой выбирают из ряда 0,05 0,1 и так с шагом в 0,1 до 1 Вт/см². Относительное отклонение максимального значения эффективной интенсивности ультразвуковых колебаний должно составлять не более +/- 35% от максимального значения.

Наименования значений показателей импульсов при работе в импульсном режиме должны быть следующими: частота следования импульса равна частоте питающей сети; номинальное значение длительности импульса может быть 1 мс, 2мс, 4мс или 10 мс; отклонение длительности импульса от указанной в паспорте не более +/- 20%; отклонение длительности фронта и среза не более +/- 5%; неравномерность вершины импульса не более +/- 10%; нижний предел установления продолжительности процедур не более 3 минут, верхний предел – не менее 15 минут; погрешность таймера - +/- 30 секунд; после прекращения процедур длительность звукового сигнала не менее 5 секунд.

Для проведения поверки метрологических характеристик аппаратов необходимо использовать следующие приборы:

1. Ваттметр переменного тока (220 В - номинал), верхний предел диапазона измерений которого не менее 100 Вт, класс точности не ниже второго.

2. Вольтметр переменного тока, верхний предел которого не менее 250 В, класс точности не ниже 1,5.

3. Вольтметр высокочастотный, верхний предел которого 1 – 100 В, класс точности не ниже 1,5; частоты до 6 МГц.

4. Испытательная ванна, внутренние размеры которой 500х260х230 мм, коэффициент ослабления ультразвуковых колебаний не менее 30 дБ.

5. Осциллограф, полоса пропускания которого не менее 20 МГц, входное сопротивление 1,1 Мом, класс точности 2.

6. Частотомер электронносчетный, верхний предел которого не менее 6 МГц, точность +/- 1Гц.

Проверяемые характеристики:

- частота ультразвуковых колебаний, генерируемых аппаратом;

- интенсивность колебаний;

- возможность работы аппарата в пределах питающего напряжения 198-242 В;

- проводят проверку работы аппарата с излучателями, не входящими в комплект аппарата;

- проверка устанавливаемых продолжительностей процедур;

- проверка длительности звукового сигнала;

- проверка устойчивости к воздействию факторов внешней среды;

- проверка устойчивости к механическим воздействиям;

- проверка долговечности и средней наработки на отказ.

Проверку частоты следования импульса проводят с помощью частотомера.

Графики

Проверку продолжительности процедуры проводят путем установки максимального и минимального времени процедуры, при этом измерение времени проводят с помощью секундомера.

+Проверку возможности работы прибора в определенном диапазоне питающих напряжений проводят при помощи латера(рис.)

Методы поверки электрических стимуляторов и низкочастотных электротерапевтических аппаратов.

Используется следующая аппаратура:

1. Электронно-счетный частотомер, работающий в диапазоне 10 Гц – 1 МГц.

2. Электронно-лучевой осциллограф с полосой пропускания 0 – 1 МГц, входным сопротивлением до 1 МОм и погрешностью измерения не хуже, чем 10%.

3. Двулучевой осциллограф с полосой пропускания до 200 кГц, входным сопротивлением не хуже, чем 0,5 Мом, погрешностью измерения амплитуды +/-10%.

4. Генератор сигнала, диапазон частот которого 0,01 Гц – 100 кГц, с погрешностью установки частот 1х10^-6 и выходным напряжением не менее 1 В.

5. Вольтметр переменного тока, рассчитанный на напряжение 20 мВ – 100 В, частоту 20 Гц – 1 ГГц.

6. Измеритель коэффициента нелинейных искажений, рассчитанный на работу с входным напряжением 100 мВ – 100 В, диапазон частот вольтметра которого 20 Гц – 200 кГц, погрешность измерения напряжения 4%.

7. Миллиамперметр, диапазон частот которого 40 Гц – 40 кГц, измерения тока 0,03 – 1000 мА.

Проведение поверки:

1) Внешний осмотр.

2) Апробирование – проверяют органы управления, возможность установки механического и электрического нуля.

3) Определение метрологических параметров:

- определение погрешности частоты произведенной частотомером, а при малых частотах следования тем же частотомером в режиме измерения периода. При этом определяется погрешность в процентах

δ = (f_н + f_д) / f_д * 100%

где f_н – f_{номинальная} – номинальное значение частоты,

f_д – f_{действит.} – действительное значение частоты.

Погрешность необходимо проверять не менее, чем в трех точках диапазона – в двух крайних и одной промежуточной.

- определение погрешности установки длительности импульса, произведенного частотомером. Ее необходимо определить при всех фиксированных значениях длительности и не менее, чем в трех точках диапазона.

4) Определение длительности фронта и среза импульса, произведенного с помощью осциллографа. Отсчет ведется от уровня 0,1 до уровня 0,9 амплитуды сигнала.

5) Относительное значение спада плоской части вершины импульса определяется путем измерения абсолютных значений параметров в единицах длины по экрану осциллографа и рассчитывается по формуле:

δ_сп = (h_сп / h_и) * 100%

+где h_сп – спад вершины,

h_и – спад импульса.

Данная статья про Ультразвуковая аппаратура и методы ее поверки. подтверждают значимость применения современных методик для изучения данных проблем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое Ультразвуковая аппаратура и методы ее поверки. и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электронная лечебная аппаратура