Организация технического обслуживания и поверки эхолокаторов

Для поверки эхолокаторов, как устройств излучающих и фиксирующих отраженные ультразвуковые колебания используют специальные конструкции (фантомы) с известными размерами и встроенными геометрическими структурами с известной конфигурацией и оптической плотностью, что делает известными время возвращения и интенсивность эхосигналов возвращаюшихся на поверяемый прибор.

Естественно, что для различных типов эхолокаторов для проведения технического обслуживания и поверки могут использоваться различные фантомы, а сами эти процедуры производятся согласно требованиям соответствующей технической документации учитывающих назначение и особенности конструкции обслуживаемых и проверяемых приборов.

В качестве конкретного примера рассмотрим организацию технического обслуживания эхоофтальмометра типа ЭОМ-24. Для понимания этапов проверки технического состояния этого прибора рассмотрим вкратце его устройство, принцип работы и основные технические характеристики.

Прибор ЭОМ-24 является одномерным ультразвуковым эхолокатором. Работа прибора основана на посылке ультразвуковых импульсов в исследуемый объект и приеме в паузах между посылками сигналов, отраженных от расположенных на пути излученного импульса акустических неоднородностей. После усиления и детектирования эти сигналы представляются в виде эхограммы (А-режим) на электронно-лучевую трубку (ЭЛТ). Промежуток времени между приходом двух отраженных от границ структуры сигналов пропорционален расстоянию, которое проходят ультразвуковые колебания по этой структуре. Это позволяет при известной скорости распространения ультразвука точно определить указанное расстояние. В приборе имеется аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования эхограмм в цифровой код и ввода в цифровую память, что позволяет наблюдать одну или две А-эхограммы на экране ЭЛТ в режиме стоп-кадр. В приборе имеется автоматический трехканальный измеритель, позволяющий одновременно определять три размера, например, глубину передней камеры, толщину хрусталика и длину оси глаза. При измерении производится автоматическое усреднение получаемых результатов. Это позволяет свести к минимуму влияние дестабилизирующих факторов, таких как непроизвольное движение головы и глаза пациента и т.д. Заложенный в прибор критерий оценки амплитуд эхосигналов позволяет автоматически фиксировать результат измерения при совпадении оси ультразвукового луча с оптической осью глаза, что исключает погрешность измерения при неправильной установке ультразвукового зонда на поверхность роговицы. Встроенный в прибор микропроцессор управляет работой всех блоков прибора и выполняет расчет определяемого размера по нормировочным значениям скорости распространения ультразвука. Предусмотрена возможность измерения расстояний по эхограмме с помощью визирных линий, управляемых с клавиатуры. Результаты измерений, нормировочные значения скорости ультразвука выводятся на экран телевизионного монитора вместе с эхограммой исследуемого глаза (рис. 2.23).

Источником и приемником ультразвуковых сигналов является зонд состоящий из пьезопластины (ППЛ) и полого цилиндра заполняемого водой являющейся контактной средой между роговицей глаза и ППЛ. Возбуждение пьезопластины и снятие информации с ней обеспечивается приемо-передатчиком (П/П).

Измеритель-синхронизатор (И/С) вырабатывает тактирующие импульсы для запуска зондирующего импульса f_П, для синхронизации работы остальных блоков устройства и формирования кодов измеряемых временных интервалов, для микроконтроллера МК.

В состав МК входит микропроцессор, оперативная память, знакогенератор формирующий цифро-буквенные сообщения на экране телевизионного монитора (ТVМ) устройство визирное, формирующее устанавливаемые вертикальные линии на ТVМ и устройство управления ТVМ.

С блока клавиатуры (БКл) задаются режимы работы устройства, осуществляется управление перемещения визирами и выбираются необходимые информационные блоки.

 

 

Рис. 2.23 Структурная схема и временные диаграммы работы эхоофтальмометра ЭОМ-24.

 

Генератор зондирующих импульсов в приемопередатчике в ответ на импульс f_П из И/С (диаграмма f_П) вырабатывает электрический импульс, возбуждающий в пьезопластине (ППЛ) зонда ультразвуковые колебания, которые образуют зондирующий сигнал, распространяющийся по водной задержке (ВЗ) зонда в исследуемый глаз. Для исключения перегрузки приемного тракта в момент излучения зондирующего сигнала блоком И/С формируется импульс подавления (диаграмма «Под»), уменьшающий коэффициент усиления приемника. Отраженные от границ структур глаза эхосигналы воспринимаются этим же зондом, преобразуются им в электрические колебания (диаграмма х). На этой диаграмме: ИПП_л – импульсы отраженные от пьезопластины; Р – импульсы отраженные от роговицы глаза; ППХ – импульсы отраженные от передней поверхности хрусталика; ЗПХ – импульсы отраженные от задней поверхности хрусталика; С – импульсы отраженные от сетчатки. В приемо-передатчике принятые сигналы усиливаются, детектируются и в форме показанной на диаграмме «У» передаются в микроконтроллер и в измеритель-синхоронизатор. Первым импульсом на диаграмме У в И/С формируется сигнал начала отсчета для временных интервалов пропорциональных расстоянию до передней и задней стенки хрусталика и до сетчатки глаза. Вырабатываемые микроконтроллером сигналы «строб» (диаграммы «строб 1», «строб 2» и «строб 3» включают механизмы счета времени и через них расчета расстояний до исследуемых структур глаза.

Изготовитель прибора обеспечивает следующие его технические данные:

I. Отображение диагностической информации (эхосигналов и результатов измерений) производится на ЭЛТ телевизионного типа с диагональю 16 см. Прибор предусматривает возможность работы в четырех режимах: автоматическое измерение трех размеров в направлении оси глаза с одновременным выведением на экран эхограммы глаза, результатов измерений стробирующих сигналов и индикаторных меток (режим ВL); автоматическое измерение толщины роговицы и выведение на экран результатов (режим С); получение на экране одной эхограммы и измерение по ней с помощью визирных линий (режим); получение на экране двух эхограмм в уменьшенном по амплитуде масштабе и измерение по ним с помощью визирных линий (режим).

2. Диапазон ручной регулировки усиления составляет не менее 50 дБ в режимах,.

3. Число элементов разложения по строке – 48. Число уровней квантования эхосигналов по амплитуде – 64.

4. Динамический диапазон принимаемых сигналов – не менее 50 дБ.

5. Частота ультразвуковых зондов для режима С – 15 МГц, для остальных режимов – 10 МГц.

6. Аксиальная разрешающая способность прибора – не хуже 0,6 мм для частоты 10 МГц.

7. Диапазон линейных размеров, получаемых путем измерения временных интервалов, составляет:

для режимов и (0.6-32) мм

для режима С (0.5-2) мм

для режима BL

передняя камера (2-8) мм

хрусталик (2-8) мм

ось хрусталика (15 – 32) мм

8. Пределы допускаемой погрешности линейных размеров, получаемых путем измерения временных интервалов:

в режиме BL ±0.08 мм (±0.1 мкс); в режиме С ±0.05 мм (±0.07 мкс);

в режиме, ±0.2 мм (±0.25 мкс);

9. Калибровка измерителя производится для следующих скоростей распространения ультразвука:

роговица (С) 1620 м / с;

передняя камера (АС) 1530 м / с;

хрусталик (L) 1640 м / с;

ось глаза (AL) 1560 м / с.

10. Ширина стробов в режиме BL составляет:

для АС и L (3 ±0.5) мм;

для АL (6.5 ±0.5) мм.

11. Возможно выполнение измерений линейных размеров в двух режимах: с нормированной по п. 10 скоростью распространения ультразвука и произвольно вводимыми с помощью клавиатуры значениями нормированной скорости распространения ультразвука в пределах 1000 – 1999 м / с, с дискретностью 1 м / с.

12. Возбуждающее напряжение на пластинах пьезопреобразователя не - превышает 100В при средней интенсивности ультразвукового излучения не более 25 мВт /см².

13. Прибор работает от сети переменного тока напряжением (220±22)В с частотой (50±0,5)Гц.

14. Время установления рабочего режима – не более 2-х мин с момента включения.

Управление режимами работы прибора и реализация операций поверки осуществляется с панели устройства (рис 2.24).

Рис. 2.24 Конструкция эхоофтальмометра ЭОМ-24

1- крышка откидная; 2- клавиатура; 3- ручка ЯРКОСТЬ; 4- экран ЭЛТ; 5- блок электронный; 6- кожух; 7- зонд 10 МГц; 8- зонд 15 МГц; 9- ручка; 10 – ручка УСИЛЕНИЕ; 11- педаль фиксации изображения на экране.

 

На откидной клавиатуре расположены кнопки:1-9- кнопки ввода цифровых изображений, ● – кнопка ввода точки, Х – кнопка стирания записанной цифры, D- кнопка записи даты, N- кнопка записи номера обследования, С- кнопка записи нормировочных значений скорости, RS – кнопка аппаратного сброса режимов работы, - кнопка режима одной эхограммы на экране, - кнопка режима двух эхограмм на экране, - кнопка перемещения первого визира влево, - кнопка перемещения первого визира вправо, - кнопка перемещения второго визира влево, - кнопка перемещения второго визира вправо, Н- кнопка перемещения стробов, RM- кнопка гашения визиров, АС – кнопка выбора передней камеры, L – кнопка выбора хрусталика, АL – кнопка выбора оси глаза, С⁰ – кнопка режима роговицы, BL⁰ - кнопка режима автоматического измерения размеров глаза, WR⁰ - кнопка стоп – кадр, F1 и F2 – резервные кнопки.

В соответствии с технической документацией предусмотрен следующий порядок технического обслуживания и поверки.

1. Техническое обслуживание производится на месте эксплуатации инженерным и эксплуатационным персоналом потребителя или специалистом службы «Медтехника».

2. Виды технического обслуживания, периодичность и порядок технического обслуживания приведены в табл. 2.16.

3. Внешний осмотр прибора проводить визуально. При осмотре необходимо проверить крепление органов управления, плавность их действия и четкость фиксации, исправность кабелей, состояние лакокрасочных и гальванических покрытий.

При чистке необходимо удалить мягкой тряпкой пыль с поверхности электронного блока и зонда.

Таблица 2.16