Лікування та поліпшення стану шкіри людини становить одне з найважливіших завдань сучасної дерматології та косметології. Ультразвукові апарати (УА), знайшли широке застосування для багатьох лікувальних та косметологічних процедур. Робочим інструментом УА є ультразвукова головка (УГ), яка створює ультразвукові коливання і передає їх на тіло пацієнта. Зазвичай ці ультразвукові коливання мають одну або декілька частот, значення яких залежать від характеристик п’єзоелектричного матеріалу, що використовується в УГ. Інтенсивність ультразвуку цих УА складає 0,1 … 1,0 Вт/см2.
Для контролю контакту УГ зі шкірою пацієнта і відліку точного часу проведеної процедури використовуються різні методи. Найбільш традиційним з них є контроль струму, що протікає через УГ. Цей метод ефективний при використанні в УГ п’єзоелектричних матеріалів з добре вираженими резонансними властивостями, у яких фактор якості на частотах резонансу значно залежить від того, наскільки якісно УГ контактує зі шкірою пацієнта.
Авторами був розроблений, виготовлений та випробуваний макетний зразок УА, в якому був застосований надширокосмуговий ультразвуковий сигнал в діапазоні частот 1…25 МГц з інтенсивністю на поверхні шкіри 1 мВт/см2. В якості п’єзоперетворювача була застосована п’єзоплівка, у якої резонансні властивості були відсутні. Тому, на відміну від класичних методів, для контролю контакту УГ з тілом пацієнта були застосовані ультразвукові сигнали, відбиті від шкіри пацієнта. Для реалізації цього методу на робочій поверхні УГ розташували випромінюючий та приймальний елементи, розділені ізолятором (Малюнок 1).
Малюнок 1. Робоча поверхня УГ розробленого УА
Якщо УГ добре контактує з тілом людини, то частина ультразвукового сигналу, який створюється випромінюючим елементом, відбивається від структур шкіри і потрапляє до приймального елементу, який перетворює ультразвуковий сигнал в електричний.
Спрощена блок-схема розробленого УА показана на Малюнку 2.
Малюнок 2. Спрощена блок-схема розробленого УА
Алгоритм роботи УА наступний. На випромінюючий елемент УГ подається імпульсний електричний сигнал з підсилювача потужності, який посилює вихідний сигнал цифро-аналогового перетворювача, що керується контролером. Сигнал з приймального елемента УГ поступає на підсилювач сигналу, а потім за допомогою аналогово-цифрового перетворювача надходить до контролера, який після аналізу параметрів сигналу визначає наявність контакту УГ з тілом людини і або продовжує відлік часу процедури на індикаторі часу, або призупиняє його. Для запобігання хибним результатам вимірів за рахунок електромагнітних завад на час випромінення ультразвуку приймальний елемент УГ шунтується за допомогою ключа. Також на цей час блокується робота підсилювача сигналу.
Випробування макетного зразка розробленого УА підтвердили його високу інформативність та надійність, що базуються на використанні розроблених схемотехнічних рішень та алгоритмів роботи.
Список використаних джерел:
1. Беловол А.Н., Ткаченко С.Г., Татузян Е.Г. Физиотерапия в косметологии: учебное пособие по элективному курсу / ХНМУ, Харьков, 2015. – 133с.
2. Терещенко М.Ф., Тимчик Г.С., Чухраєв М.В., Кравченко А.Ю. Ультразвукові фізіотерапевтичні апарати та пристрої: монографія /. КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ, 2018. – 180с.
Ключові слова: ультразвук, головка, контакт.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter