Доплеровская схема направленного исключения. Использование фазово-замкнутой петли

Схема направленного исключения разработана Институтом прикладной физиологии и медицины США для доплеровского измерителя скорости потока, который распознает направление движущейся цели. Цель, например газовый пузырек, всегда движется в одном направлении, определенном кровотоком (в большинстве случаев принятом как положительное направление). Артефакты, связанные с шумом в результате вибрации проводов и другими микрозвуками, порождают сигнал, который система направленного исключения трактует как двунаправленный. Внедрение такого принципа в систему обработки улучшает выделение и шума сигнала от газового пузырька.

Использование фазово-замкнутой петли. Этот метод основан на использовании автокорреляции доплеровского сигнала, имеющего синусоидальную волнообразную природу. Впервые он был применен Spencer, Johanson в 1974 г. в доплеровском счетчике газовых пузырьков крови. Метод усовершенствовали, когда для получения частотно-модулируемых электромагнитных сигналов из окружающего их шума применили следящие фильтры. При одновременном восприятии звукового и зрительного (на осциллоскопе) сигналов методом корреляции было установлено, что реакции следящего фильтра связаны со звуковыми сигналами от газовых пузырьков.

В будущем представляет интерес разработка электронной схемы, способной имитировать слуховой аппарат человека посредством распознавания среди регулярных по повторяемости прекардиальных сигналов новых спорадических явлений, которые во временном протяжении сердечного цикла в норме отсутствуют.

Двунаправленный автоматизированный спектральный анализ. Аудиовизуальное представление доплеровских сигналов помогает исследователю. Прослушивание звуков человеком с тренированным органом слуха имеет большое значение, поскольку улавливаются все характеристики сигнала, включая его направление (если используются стереофонические громкоговорители). К тому же человеческое ухо способно в сложном звуковом сигнале различать большое число диагностических характеристик. Однако при этом в некоторой степени отсутствует объективность и количественная оценка, а также встает проблема документации получаемой информации (за исключением записи на магнитную ленту).

Пригодным для документации (а также интерпретации) служит метод графического изображения данных спектрального анализа. Такая система, использующая микропроцессор, компьютер и быстродействующий преобразователь Фурье, обновляет данные каждые 5 мс и отражает на экране доплеровские сигналы в виде двунаправленного спектра частот. Система работает на принципе разности фаз между сигналами, полученными в результате движения объекта к источнику ультразвука и обратно. Скорость при движении крови в направлении от датчика представлена частотами, расположенными выше нулевой изолинии, а скорость при движении крови в направлении к датчику—частотами, расположенными ниже нулевой изолинии. Применяют две шкалы частот, расположенные на оси ординат, с положительным диапазоном 0—6 кГц (или 0—12 кГц) и отрицательным диапазоном 0—3 кГц (или 0—6 кГц).

Система имеет трехступенчатую регулировку времени полной развертки — 1,2 и 10 с. Амплитуда звуковых частот представлена в виде цветного кода с применением температурной шкалы. Так, красный цвет представляет наименьшую амплитуду, белый — наибольшую, а оранжевый и желтый цвета—средние амплитуды диапазона.

Верхние темные пульсирующие записи характеризуют кровоток в аорте, а нижние (тоже более темные)—кровоток в полой вене плода. Оба потока крови содержат газовые пузырьки. Нижняя запись с большей амплитудой пульсации отражает кровоток в артерии матери, который, как видно, в данный момент времени, свободен от газовых пузырьков. Темные тона на снимке указывают на явление сильного отражения в результате присутствия декомпрессионных пузырьков. Вскоре после этого момента развилась аритмия, и была назначена рекомпрессионная терапия. В результате лечения газовые пузырьки из кровотока исчезли.

Источник: http://meduniver.com