Ultradźwiękowa głowica sektorowa

R Z E C Z P O S P O L IT A
PO LSKA
(12)
A
K
S
L
O
P
OPIS PA TEN TO W Y (19) P L (11) 157977
(13) B1
(21) Numer zgłoszenia: 277279
U rz ą d P a te n to w y
R z e c z y p o s p o li t e j P o ls k ie j
( 2 2 ) D a ta zgłoszenia.:
(51) Int.Cl.5:
A6 1 B 8/00
B06B 3/00
20.01.1989
(5
)Ultradźwiękowa głowica sektorowa
4
( 4 3 ) Zgłoszenie ogłoszono:
23.07.1990 B U P 15/90
(45)O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.07.1992 W U P 07/92
PL15797B1
(73 )
Uprawniony z patentu:
(72)
Twórcy wynalazku:
Polska Akademia Nauk Instytut Podstawowych
Problemów Techniki, Warszawa, P L
Artur Marciniak, Warszawa, P L
Andrzej Nowicki, Warszawa, P L
Wojciech Secom ski, Warszawa, P L
Paweł Karłowicz, Warszawa, P L
Maciej Piechocki, Warszawa, P L
Jacek Liwski, Warszawa, P L
( Ultradźwiękowa głowica sektorow a zawie57)1.
ra ją ca u k ład n ap ę d o w y , k ą to w o przem ieszczanego p rzetw ornika u ltradźw iękow ego, znamienna tym , że je st w y p o sa ż o n a w siło w n ik e le k tro d y n am iczn y sk ład ają cy się z m ag n eto w o d u o
n ab ieg u n n ik a ch (1), p o m ięd zy k tó ry m i um ieszczo n a jest cew ka z u zw ojeniem (2), przem ieszczająca się ru ch em p o su w isto -zw ro tn y m ,
p o łą c z o n a z m e c h a n iz m e m o d c h y la ją c y m
p rz etw o rn ik u ltrad źw ięk o w y (7).
F i g .1
ULTRADŹWIĘKOWA
GŁOWICA
Zastrzeżenia
1. Ultradźwiękowa
głowica
sektorowa
przetwornika ultradźwiękowego,
patentowe
zawierająca
znamienna
SEKTOROWA
układ
napędowy,
kątowo przemieszczanego
t y m , że jest wyposażona w siłownik e le ktrody-
namiczny składający z magnetowodu o nabiegunnikach (1), pomiędzy którymi umieszczona jest c e wka z uzwojeniem (2), przemieszczająca się ruchem posuwisto-zwrotnym, połączona z mechanizmem
odchylającym przetwornik ultradźwiękowy (7).
2. Głowica według zastrz.1 , z n a m i e n n a
tym,
że mechanizm odchylający zawiera wodzik
(4) osadzony w prowadnicach (3) usytuowanych wzdłuż jego osi, natomiast do końca wodzika (4)
dołączony
dźwignią
jest
(6)
jednym
końcem element
zespołu korbowego,
sprężysty
(5),
zamocowanego na osi
którego
drugi
koniec
(10) przetwornika
połączony
jest
ultradźwiękowego
z
(7).
**
Przedmiotem
przetworniku
wynalazku
jest
ultradźwiękowym,
ultradźwiękowa
szczególnie
głowica
przydatna
sektorowa
do
o kątowo
jednoczesnego
poruszającym
obrazowania
się
struktur
/zwłaszcza tkanek biologicznych/ i przepływów cieczy /zwłaszcza krwi w naczyniach krwionośnych
Zadaniem medycznej
ultradźwiękowej
aparatury diagnostycznej
stanu poszczególnych tkanek w ciele badanego pacjenta,
jest
obrazowanie
ułożenia
i
jak również obrazowanie i pomiar pr z e -
pływów krwi w naczyniach krwionośnych i w komorach serca.
Coraz szersze zastosowanie w di a g -
nostyce medycznej znajduje aparatura łącząca obie metody wizualizacji. Równoczesna prezentacja
na ekranie struktur ciała wraz z informacją o przepływie krwi, stworzyła nowe wymagania d ot y czące głowic ultradźwiękowych.
przetwo rn ik ow e,
sterowane
W tego typu aparaturze spotykane są dwa typy głowic - wielo-
elektronicznie
/"phase array"/
oraz
jednoprzetwornikowe
z mec ha -
nicznym sterowaniem przetwornika.
Obecnie
różnych
stosowane mechaniczne głowice sektorowe napędzane są silnikami.
rozwiązań zamiany obrotowego
ruchu silnika na ruch obrotowy
lub
Stosuje się wiele
kątowy
ruch drgający
przetwornika ultradźwiękowego. Wykorzystuje się w tym celu mechanizmy korbowe, krzywkowe, ja rzmowe lub przekładnie zębate.
Istotą wynalazku jest zastosowanie do napędu głowicy ultradźwiękowej siłownika el ek trodynamicznego,
wykonującego
ruch
posuwisto-zwrotny,
który
jest
następnie
zamieniany
na
kątowy
ruch przetwornika ultradźwiękowego. Siłownik elektrodynamiczny składa się z magnetowodu o n a biegunnikach,
pomiędzy którymi umieszczona jest cewka z uzwojeniem, przemieszczająca się ru-
chem posuwisto-zwrotnym.
Cewka połączona
jest z mechanizmem odchylającym przetwornik ult ra -
dźwiękowy .
Zaletą
konstrukcji
według
wynalazku
jest
to,
że przy pewnych
ograniczeniach szerokości
pasma analogowego sygnału sterującego siłownikiem elektrodynamicznym ruch przetwornika ult ra dźwiękowego
odtwarzać
może
dowolny
ukształtować przebieg sterujący,
przebieg
sygnału
sterującego.
Można
w szczególności
tak
żeby umożliwić zbieranie informacji o echach od tkanek p od -
czas ruchu przetwornika w jedną stronę, a podczas ruchu powrotnego zbierać informacje o pr z e pływach krwi
w pewnym sektorze kątowym.
Zaletą rozwiązania jest także to,
że położenie tego
sektora kątowego można zmieniać bez zmiany jakichkolwiek części mechanicznych,
modyfikację elektrycznego przebiegu sterującego.
a tylko poprzez
Konstrukcja według wynalazku umożliwia rów-
nież zatrzymanie przetwornika ultradźwiękowego w dowolnym położeniu kątowym w celu
obrazowa-
nia od struktur biologicznych przy pracy w TM/ang. time motion/ lub dla pomiaru widma przepływu krwi w naczyniu.
Przedmiot wynalazku zostanie omówiony na przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku,
na
którym
f ig.1 przedstawia
fragment
napędu
ultradźwiękowej głowicy
wzdłuż osi, a fig.2-pokazuje przetwornik ultradźwiękowy w widoku.
sektorowej
w przekroju
3
157 977
W szczelinie pomiędzy nabiegunnikami
1 magnetowodu prowadzącego strumień magnetyczny za-
wieszona jest na wodziku 4 przenoszącym ruch posuwisto-zwrotny, cewka z uzwojeniem 2.
Wodzik
4 prowadzony jest w zdłuż
swojej
osi na prowadnicach 3.
Zakończeniem wodzika 4 jest
trwale z nim połączony element sprężysty 5 w postaci sprężyny płaskiej 5, do której na drugim
końcu trwale zamocowany jest trzpień 8. Trzpień 8 wprowadzony jest obrotowo w ramię korby 6,
które zamocowane jest trwale na osi 10 przetwornika ultradźwiękowego 7. Oś 10 może się obracać w ułożyskowaniu 9. Do przemieszczenia przetwornika 7 wykorzystano siłownik elektrodynamiczny, złożony z elementu wytwarzającego pole
magnetyczne i cewki poruszającej się w tym polu
ruchem posuwisto-zwrotnym. Siłownik elektrodynamiczny sterowany jest analogowym sygnałem elektrycznym.
Pod wpływem sterującego sygnału elektrycznego w zespole nabiegunniki
ka
2 wytwarza
się siła wywołująca
Wodzik 4 i cewka 2
ruch poosiowy cewki
2, wodzika
magnetowodu 1 - cew-
4 i sprężyny
płaskiej
5.
prowadzone są na prowadnicach 3. Posywisto-zwrotny ruch cewki 2, wodzika
4 i sprężyny 5 zamieniany jest na ruch kątowy przetwornika ultradźwiękowego 7 w mechaniźmie
korbowym.
Ruch sprężyny płaskiej 5 zakończonej trzpieniem 8 powoduje obrót ramienia korby 6,
osi 10 i przetwornika ultradźwiękowego 7.
157 977
F i g .1
F ig.2
Zakład W ydawnictw UP RP. N akład 90 egz.
Cena 5000 zł.