Розвиток методів обробки доплерівського сигналу. Спостереження і підрахунок сигналів від газових бульбашок

Найбільш своєрідною характеристикою допплерівського сигналу від газового бульбашки в крові є переливчасте звучання, чутне вухом як «цвірінькання» або «свист». Якщо швидкість руху бульбашки вкрай велика і час перебування під датчиком-перетворювачем скорочено, то переливчасте «щебетання» переходить в клацали звук, також сприймається вухом.

Monjaret і співробітники в 1975 р показали, що амплітуда доплерівського сигналу майже пропорційна радіусу газового бульбашки. Moulinier, Masurel (1977) експериментально підтвердили, що число нульових відповідей доплерівського сигналу не залежить від швидкості і розмірів газового бульбашки, т. Е. Чим більше швидкість бульбашки, тим вище частота сигналу, але період перебування в зоні чутливості перетворювача відповідно коротше.

Газові бульбашки в крові та інших рідинах внаслідок їх вираженого акустичного взаємодії набагато більшою мірою розсіюють ультразвук, ніж тверді або в`язкі частинки того ж діаметру. При хорошому відношенні сигнал - шум амплітудадоплеровскогосігнала більш ніж на 10 дБ вище амплітуди сигналу самого кровотоку. А в основний частотній смузі вона може бути на 20 дБ вище амплітуди сигналу кровотоку.

Незважаючи на застосування в нині час електронної обробки сигналу, орган слуху людини продовжує залишатися дуже точним «приладом» для виявлення газових бульбашок. Мабуть, це обумовлено тим, що людське вухо може якісно розрізняти синусоїдальний сигнал у вигляді «цвірінькання» у вузькій смузі частот при амплітудах, менших, ніж у спектра доплерівського сигналу самого кровотоку.

У разі прекардіального сигналу, коли є найбільші труднощі його визначення, досвідчений дослідник може виявити випадковий «цвірінькають» звук, що виявляється як перешкода в картині нормальних сигналів від серця. Однак перш ніж доплеровській детектор газових бульбашок в крові. знайде широке застосування в водолазному справі, бажано розробити електронні методи обробки, які дадуть сигнал від газової бульбашки без перешкод, обумовлених роботою: серця і іншими артефактами.

Спостереження і підрахунок сигналів від газових бульбашок за допомогою смугових фільтрів. Виділення доплерівського сигналу від газових бульбашок в крові можливо за допомогою смугових фільтрів. Основна частота сигналу від газового бульбашки сконцентрована у вузькому діапазоні, в той час як сигнал від рухомої крові має більш широкий спектр частот. Смугові фільтри застосовують всі сучасні дослідники як одну зі складових частин пристроїв для автоматичної обробки сигналу, роблять доступним виявлення і підрахунок числа газових бульбашок.

Розвитком методу смугових фільтрів став безперервний спектральний аналіз. У цьому методі як зростання амплітуди сигналу, так і наростаюча нерегулярність серцевого пульсу пов`язана зі збільшенням вмісту рухомих в крові газових бульбашок.