超聲多普勒儀的血流參數自動檢定裝置的設計與研究

摘 要：超聲多普勒儀是醫學領域常見的計量器具，國家對其實行強制檢定，傳統的超聲多普勒儀的血流參數檢定裝置存在著各種問題，本文介紹了一種超聲多普勒儀的血流參數檢定裝置，該檢定裝置實現了超聲多普勒儀的自動化檢測，確保了超聲多普勒檢查的有效性，具有一定的推廣價值。

關鍵詞：超聲多普勒儀；血流參數；檢定裝置

1 概述

在生物醫學工程領域，醫學超聲多普勒技術發展迅速，取得了廣泛的臨床應用。在臨床診斷方面，超聲多普勒診斷儀用于血液、組織和臟器運動速度等參數的測量，還可用于測量血壓、進行聽診、胎兒監護、運動成像等。彩色多普勒超聲診斷儀（彩超），是集二維灰階成像（B超）、多普勒彩色血流圖、多普勒能量圖、連續和脈沖波多普勒頻譜、多普勒聲音信號等多種信息形式于一體，同時顯現血流方向和相對速度，即形成彩色多普勒超聲血流圖像（CDF）。超聲多普勒儀根據頻率信號可了解血流有無異常，發現是否有病變，常常是進行心血管等疾病診斷的依據。但是，目前的超聲波儀器在測量人體血液流速時精確度較低、誤差較大，可能影響臨床診斷，導致誤診。

2 超聲多普勒儀的檢定現狀

按《計量法》規定，醫用超聲多普勒儀器應列入國家強制檢定目錄的工作計量器具。但是目前對超聲學的檢測計量工作僅停留在發射功率、分辨率等層次。帶DP功能的醫用超聲診斷儀目前還沒有成熟的計量器具，無法對其進行法定的計量檢測，鑒于血流類超聲多普勒儀器在國內已有多家生產且在醫院大量臨床使用，標準化的產品質量檢驗和醫院在用設備的計量檢定、自檢自校己成為迫切的實際需求。而目前這類計量器具，市場尚無成熟產品，在計量標準方面也是一片空白。如何填補這一空白，對超聲診斷儀器的多普勒血流參數進行計量和校正，成為一項急需解決的課題。

3 超聲多普勒儀的血流參數自動檢定裝置的設計與研究

圖1為超聲多普勒儀的血流參數檢定裝置原理結構示意圖。圖中：1第一液體皿、2第二液體皿、3電磁閥、4蠕動泵、5流量傳感器、6薄膜窗、7數模轉換器、8模數轉換器、9單片機控制器、10補液口。本超聲多普勒儀的血流參數檢定裝置包括盛裝人工血液的第一液體皿1和第二液體皿2，在第一液體皿1左側設有三個出液口，三個出液口分別經硅膠管相互連接的電磁閥3后進入到蠕動泵4，蠕動泵4連續調節三個硅膠管路中人工血液的流速后進入到第二液體皿2中，第二液體皿2的三個出口分別由硅膠管路經流量傳感器5回到第一液體皿1右側的三個回液口，三個硅膠管的管徑分別為7.9mm，4.8mm和1.6mm，計量檢測裝置的量程為0-60cm/sec，可以模擬主動脈30cm/sec，毛細血管1cm/sec和靜脈5cm/sec的流速，能夠滿足不同的流量要求。在第二液體皿2的頂端設有薄膜窗6，薄膜窗6與超聲多普勒儀的探頭相接觸。此測量環境盡可能使被測循環管路和流體的聲學特性接近真實的人體組織環境，模擬人體血液循環過程，形成仿真測試環境。

本超聲多普勒儀的血流參數檢定裝置還包括數模轉換器7和模數轉換器8，在數模轉換器7一端與蠕動泵4連接，數模轉換器7另一端與單片機控制器9連接；在模數轉換器8一端與流量傳感器5連接，模數轉換器8另一端與單片機控制器9連接。控制與測量系統采用單片機控制器9實現，主要完成流量的控制和檢測，單片機控制器9將采樣檢測產生的流量數據與給定數據進行比較后向蠕動泵4發出調節信號，以調節流量，同時驅動LCD顯示器，進行實時數據顯示。單片機控制器9一方面通過流量傳感器5和模數轉換器8采樣檢測流量，通過反饋控制對測量環境第一液體皿1和第二液體皿2內液體的流速依據給定值進行精確控制，一方面向蠕動泵4和數模轉換器7發控制信號調節流速，實現了全量程閉環檢測，通過反饋控制對仿真測量環境內標準液的流速依據給定值進行精確控制。流量傳感器5為渦輪流量計，渦輪流量計的準確度等級為1.0級，這些進一步滿足了高精度的控制要求，提高計量結果的可靠性，保超聲多普勒檢查的有效性。

4 結語

本超聲多普勒儀的血流參數檢定裝置實現了超聲多普勒儀的自動化檢測，確保了超聲多普勒檢查的有效性，為醫患之間提供了有力的技術保證，具有一定的推廣價值。

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作者簡介：

張素珍，1973年09月，沭陽縣綜合檢驗檢測中心，申報高級工程師，研究方向：定量包裝檢測，長度三大類檢定、醫療器械檢定。