Развитие методов обработки доплеровского сигнала. Наблюдение и подсчет сигналов от газовых пузырьков

Наиболее своеобразной характеристикой доплеровского сигнала от газового пузырька в крови является переливчатое звучание, слышимое ухом как «чириканье» или «свист». Если скорость движения пузырька крайне велика и время нахождения под датчиком-преобразователем сокращено, то переливчатое «щебетанье» переходит в щелкающий звук, также воспринимаемый ухом.

Monjaret и сотрудники в 1975 г. показали, что амплитуда доплеровского сигнала почти пропорциональна радиусу газового пузырька. Moulinier, Masurel (1977) экспериментально подтвердили, что число нулевых ответов доплеровского сигнала не зависит от скорости и размеров газового пузырька, т. е. чем больше скорость пузырька, тем выше частота сигнала, но период нахождения в зоне чувствительности преобразователя соответственно короче.

Газовые пузырьки в крови и других жидкостях вследствие их выраженного акустического взаимодействия гораздо в большей степени рассеивают ультразвук, чем твердые или вязкие частицы того же диаметра. При хорошем отношении сигнал — шум амплитудадоплеровскогосигнала более чем на 10 дБ выше амплитуды сигнала самого кровотока. А в основной частотной полосе она может быть на 20 дБ выше амплитуды сигнала кровотока.

Несмотря на применение в настоящее время электронной обработки сигнала, орган слуха человека продолжает оставаться очень точным «прибором» для обнаружения газовых пузырьков. По-видимому, это обусловлено тем, что человеческое ухо может качественно различать синусоидальный сигнал в виде «чириканья» в узкой полосе частот при амплитудах, меньших, чем у спектра доплеровского сигнала самого кровотока.

В случае прекардиального сигнала, когда имеются наибольшие трудности его определения, опытный исследователь может обнаружить случайный «чирикающий» звук, проявляющийся как помеха в картине нормальных сигналов от сердца. Однако прежде чем доплеровский детектор газовых пузырьков в крови. найдет широкое применение в водолазном деле, желательно разработать электронные методы обработки, которые дадут сигнал от газового пузырька без помех, обусловленных работой: сердца и другими артефактами.

Наблюдение и подсчет сигналов от газовых пузырьков с помощью полосовых фильтров. Выделение доплеровского сигнала от газовых пузырьков в крови возможно с помощью полосовых фильтров. Основная частота сигнала от газового пузырька сконцентрирована в узком диапазоне, в то время как сигнал от движущейся крови имеет более широкий спектр частот. Полосовые фильтры применяют все современные исследователи как одну из составных частей устройств для автоматической обработки сигнала, делающих доступным выявление и подсчет числа газовых пузырьков.

Развитием метода полосовых фильтров стал непрерывный спектральный анализ. В этом методе как возрастание амплитуды сигнала, так и нарастающая нерегулярность сердечного пульса связана с увеличением содержания движущихся в крови газовых пузырьков.

Источник: http://meduniver.com