Реферат: Допплеровский измеритель скорости кровотока

Задачу анализа допплеровского сигнала можно разбить на три этапа: прием и предварительная обработка этого сигнала, выделение параметров сигнала и классификация. Прием, в частности, заключается в выделении некоего вектора, например, огибающей скорости кровотока, или спектра мощности допплеровского сигнала, описывающего кровоток в исследуемой артерии. Второй этап состоит в выделении характерных параметров исходного вектора и вычислении на их основе нового вектора, компонентами которого являются, например, индекс пульсации и индекс спектрального расширения. И, наконец, классификация заключается в принятии решения о нормальном или патологическом состоянии исследуемого сосуда.

Необходимо отметить, что каждый последующий этап зависит от предыдущего, поэтому различные методы исследования сосудов, различные метолы цифровой обработки и различные алгоритмы расчета огибающей в совокупности будут влиять на результаты и на качество обработки последующих этапов.

Опытный специалист может много сказать о состоянии исследуемого сосуда только по аудио сигналу допплеровского сдвига или по виду спектрограммы. В этом случае довольно затруднительно бывает определить точную причину того или иного заключения.

С другой стороны, объективные методы не полагаются на оценку пользователя, они должны обеспечить свободный обмен медицинскими методиками между различными учреждениями, и могут выявить скрытые изменения сигнала. В настоящее время, однако, большинство объективных методов сосредоточено на одной стороне сонограммы (например, на огибающей) и могут игнорировать очевидные для человеческого взгляда вещи.

Вывод:

Исходя из вышеизложенного,  ультразвуковой медицинский допплеровский прибор целесообразно рассматривать не как средство измерения скорости кровотока или его составляющих, а как средство индикации, позволяющее лишь качественно оценить состояние исследуемого сосуда в частности и сердечно-сосудистой системы в целом.

2.4.   Расчет надежности

Надежность является одной из основных инженерных проблем. Проблемой надежности занимались всегда с тех пор, как появилась техника. Ненадежные изделия никогда никому не были нужны. Давно уже было понятно, что надежность связана с избыточностью. В связи с этим в инженерных расчетах в различных областях тех­ники широко используются необходимые коэффициенты запаса.

Однако за последние 25—30 лет проблема надежности техниче­ских систем и входящих в нее элементов сильно обострилась. Это обусловлено главным образом следующими причинами:

*                     Ростом сложности современных технических систем, включающих до  104-106 отдельных элементов;

*                     Интенсивностью  режимов   работы  системы   или   отдельных
ее частей: при высоких температурах, высоких давлениях, высоких скоростях;

*                     Сложностью условий, в которых эксплуатируется техническая система, например: низкие или высокие температуры, высокие влажность, вибрации, ускорения и радиация и т. п.;

4. Требованиями к качеству работы системы: высокие точность, эффективность и т. п.;

         Повышением ответственности функций, выполняемых систе­мой; высокой технической и экономической ценой отказа;

         Полной  или  частичной  автоматизацией  и  исключением  не­посредственного  участия  человека   при   выполнении  технической системой  ее функции,  исключением  непрерывного наблюдения и контроля со стороны человека.

Одной из главных причин обострения внимания к проблеме надежности является рост сложности технических систем.

Сложность условий, в которых могут эксплуатироваться сов­ременные технические системы, характеризуется работой в широких диапазонах температур от -70 до +70, наличием вакуума, вы­сокой (98—100%) влажностью, вибрациями с большой амплиту­дой и широким спектром частот, наличием линейных ускорений до 10-300 (1000) и даже 20 000 g, наличием высокой солнечной и кос­мической радиации.

Это приводит к тому, что вероятности возникновения отказов могут возрасти в 25—100 или даже 500—1000 раз по сравнению с вероятностью отказов при работе технических систем в условиях лабораторий.

Сложность аппаратуры и тяжелые эксплуатационные условия контроль за  исправностью аппаратуры,   входящей  в техническую систему, что не дает возможности,

своевременно обнаружить процессы, приводящие к отказу, и предупредить его появление.

Проблема  обеспечения  надежности связана со всеми этапами создания  изделия и  всем  периодом его  практического использования. Надежность изделия закладывается в процессе его конструирования и расчета и обеспечивается в процессе его изготовления путем правильного выбора технологии производства, контроля каче­ства исходных материалов, полуфабрикатов и готовой продукции, контроля режимов и условий изготовления.

Надежность сохраняется применением правильных способов хранения изделий и поддерживается правильной эксплуатацией его, планомерным уходом, профилактическим контролем и ре­монтом.

I. При проектировании изделия должны быть учтены следую­щие факторы:

Качество применяемых компонентов и деталей. Выбор  ком­плектующих компонентов и элементов должен быть проведен с уче­том условий работы изделия (климатических и производственных).Элементы должны удовлетворять требованиям по своим функцио­нальным свойствам и характеристикам, иметь необходимую меха­ническую, электрическую и тепловую прочности, требуемую точность и надежность и заданных условиях эксплуатации.  Необхо­димо стремиться применять те компоненты и элементы, входящие в схему и конструкцию изделия, которые показали в случаях, ана­логичных конструируемому изделию, наилучшие результаты. Это особенно важно для изделий, выполняющих ответственные функции.

        Разработка сложных изделий и систем показала, что при ис­пользовании унифицированных компонентов, деталей, узлов и эле­ментов резко повышается надежность изделия (системы). Это свя­зано с тем, что унифицированные элементы лучше отработаны в схемном и конструктивном отношении и имеют установившуюся и хорошо контролируемую технологию изготовления.

В настоящее время широко распространяется модульно-блочный (агрегатный) принцип построения схем и конструкций сложных изделий. Сложное изделие (система) составляется из функциональ­ных элементов, конструктивно оформленных в виде типовых, стан­дартных по конструкции модулей или блоков. Стандартизация входных и выходных сигналов, параметров источников питания, габаритных и присоединительных размеров обеспечивает совмест­ную согласованную работу их в изделии;

2)         режимы работы компонентов и деталей. Это должно соответ­ствовать их физическим возможностям. Использование компонентов и деталей в режимах, не предусмотренных для их применения, является одним из основных источников отказов.

Неправильный выбор рабочих режимов обычно происходит от незнания конструктором свойств элементов, их характеристик, влияния различных физических факторов и особенностей приме­нения.

Нельзя допускать режимы более тяжелые, чем те, которые ука­зываются в официальной технической документации на компонен­ты, детали или элементы и приборы, выбираемые при конструиро­вании данного изделия.

Существенным также является схемное решение и конструк­ция изделия в целом. Наличие переходных процессов в схеме в от­дельные моменты ее работы может вызывать появление дополни­тельных факторов, приводящих к отказам. Разным вариантам раз­мещения компонентов, деталей и элементов внутри изделия будет соответствовать различный микроклимат, различные по величине воздействия вибраций, радиации и т. д.

Таким образом, правильный выбор и применение компонентов и элементов схем и деталей конструкции, тщательная разработка схемы и ее компоновки, а также конструкции изделия являются важным условием в достижении его высокой надежности;

3)доступность всех частей изделия и входящих в них компо­нентов, деталей, узлов, блоков и элементов  для осмотра, контроля и ремонта или замены. Это является важным условием в поддер­жании  надежности  в  период эксплуатации.   В  настоящее время
широко распространенный модульно-блочный   (агрегатный)   прин­цип построения изделия позволяет легко заменять отдельные эле­менты при сохранении обшей работоспособности изделия (системы).
       Легкий доступ к приборам, элементам, узлам, деталям конструкции и компонентам схем для осмотра облегчает эксплуатацию изделия(системы) в целом и обеспечивает быстрое восстановление его рабо­тоспособности после появления отказа.

В случае сложных изделий и систем находят применение уст­ройства для автоматического контроля исправности изделия (сис­темы). Такие устройства могут использоваться либо для проверки исправности изделия (системы) перед началом ее работы, либо для непрерывного автоматического контроля и индикации исправности аппаратуры изделия в процессе его работы. Наличие таких уст­ройств, позволяющих персоналу объективно судить о работоспособ­ности изделия, имеет большое значение для его эффективности ис­пользования;

4) защитные устройства. При проектировании изделии (систем) для автоматического регулирования и управления необходимо та­кое построение схем и конструкций, чтобы отказ в работе элемента, узла, прибора не приводил к аварийному состоянию всего объекта.
      В случае, если этого не удается добиться при построении основной схемы  или конструкции изделия, то необходимо введение специальных элементов или устройств защиты, позволяющих предотвра­тить развитие аварийной ситуации (например, путем перехода на работу в более грубом режиме, включения резервной системы управ­ления и т. п.)- Одним из путей защиты является применение резер­вирования элементов, приборов и устройств, несущих наиболее ответственные функции.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23