Способ измерения затухания ультразвука в биоткани @ @

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) 31511 50 1 N 29/00 (М и

f л

1 Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВ Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3332088/25-28 (22) I9,08.81 (46) 3.0.04.83. Бюл. М 16 (72) А. Т. Марченко, А. В. Семенов, А. И, Суглоба и Э. A. Бакай . (71) Киевский научно-исследовательский институт отоларингологии (53) 620 ° 179 ° 16 (088.8} (56) 1. Чевненко A. А., Юхананов И.X.

Обоснование метода измерения поглощения ультразвука в .биотканях in vivo °

В сб. - Новости медицинского приборостроения", М., 1971, вып, 2, с.113.

2. Патент США и 4202215, кл . G 0 1 N 29/00, 13.05,80 (прототип) . (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАТУХАНИЯ

УЛЬТРАЗВУКА В БИОТКАНИ in vivo, заключающийся в том, что излучают акустические колебания в биоткань, прини- мают акустические сигналы, измеряют их амплитуды и по ним определяют значение коэффициента затухания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, излуча-. ют акустические колебания через среду с известными акустическими параметрами, фокусируют акустические колебания в заданную область биоткани, а в качестве акустических сигналов используют рассеянные этой областью эхо-сигналы, перемещают фокальное пятно в пределах однородного слоя биоткани на и длин волн ультразвуко-, вых колебаний в направлении излучения этих колебаний, принимают рассеянные зхо-сигналы, измеряют их амплитуду и .определяют коэффициент затухания ультразвука в биоткани in

vivo no соотношению

2И Аа ОФ

И где n =----Со

f -частота ультразвуковых колебаний;

1- расстояние, на которое перемещают преобразователь в среде с известными акустическими параметрами;

c= скорость ультразвуковых колед баний в среде с известными акустическими параметрами; . А и А.- амплитуды эхо-сигналов до и

1 2 после перемещения фокального пятна соответственно д, -логарифмический коэффициент затухания ультразвука в среде, в которой находится преобразователь.

10152

ИзоЬретение относит ся к методам неразрушающего контроля материалов ультразвуком и может быть использо. вано в медицинских диагностических устройствах, 5

Известен способ для измерения за тухания ультразвука в биотканях in ччто, заключающийся в том, что в исследуемый объект попеременно излучают импульсы ультразвуковых коле- 10 баний на двух частотах 1„ и f>, принимают и селектируют отраженные от границ исследуемого объекта эхо-сигналы, измеряют их амплитуды и по ним ,определяют коэффициент затухания на двух частотах(1 ).

Недостатком указанного способа является то, что коэффициент затухания определяется из предположения о линейной зависимости его .от частоты, ччто выполняется лишь в узком диа пазоне частот (примерно от 1 до

10 ИГц), и более того, отклонение от такой зависимости может служить дополнительным диагностическим фактором.

НаиЬолее близким к предлагаемому по технической сущности является спосоЬ измерения затухания ультразвука в биоткани in vivo, заключающийся в том, что излучают акустические колебания в биоткань, принимают акустические сигналы,. измеряют их амплитуды и по ним определяют значение коэффициента затухания f 2).

Недостатком этого метода являет35 ся низкая точность измерения, обусловленная тем, что коэффициент затухания определяется путем измерения амплитуд эхо-сигналов, отраженных от 40 границ исследуемого слоя ткани, при этом результат измерения зависит не только от поглощающих свойств слоя, но и от значений коэффициентов отражения от каждой из его границ. Ilocкольку коэффициенты отражения от

45 различных границ слоя имеют разные значения, а ультразвуковые колебания почти всегда распространяются в биоткани с непараллельными грани-. цами слоев ткани (явление "кажущего-5О ся" затухания),то эти факторы влияют на точность определения коэффициента затухания.

Цель изобретения - повышение точности измерения коэффициента затухания ультразвука в,биоткани in vivo, Поставленная цепь достигается тем, что в способе измерения коэф92 2 фициента затухания ультразвука в биоткани in vivo, заключающемся в том, что излучают акустические колебания в Ьиоткань, принимают акустические сигналы, измеряют их амплитуды и по ним определяют значение коэффициента затухания, излучают акустические колебания через среду с известными акустическими параметрами, фокусируют акустические колебания в заданную область биоткани, а в качестве акустических сигналов используют рассеянные этой областью эхо-сигналы,. перемещают фокальное пятно в пределах однородного слоя биоткани, на и длин. волн ультразвуковых колебаний в направлении излучения этих колебаний, принимают рассеянные эхо-сигналы, измеряют их амплитуду и определяют коэффициент затухания ультразвука в биот кани in vivo по соотношению

;) п д о еФ где n - =----Со

f. — частота ультразвуковых колебаний;

1 — расстояние, на которое перемещают преобразователь в среде с известными акустическими параметрами; с - скорость ультразвуковых коо лебаний в среде с известными акустическими параметрами;

А и А — амплитуды эхо-сигналов до и

2 после перемещения Фокального пятна соответственно; д - логарифмический коэффициент затухания ультразвука в среде с известными акустическими параметрами, в которой находится преобразователь.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего способ измерения затухания ультразвука в биоткани in

vivo.

Устройство содержит генератор 1 радиоимпульсов, преобразователь 2, уси-. литель 3, временной селектор 4, осциллограф 5 и пиковый детектор 6, Способ измерения затухания ультразвука в биоткани in vivo осуществляется следующим образом.

Генератор 1 радиоимпульсов вырабатывает радиоимпульс, поступающий на ультразвуковой фокусирующий преобразователь 2 и через усилитель 3 на пер3 101 вый -вход двухканального осциллографа

5. Преобразователь 2 укреплен на направляющей так,. что он может п еремещаться по ней вдоль своей акустической оси с помощью микрометрического винта, и помещен в жидкую среду с известными акустическими параметрами, заключенную в герметический корпус с одной акустически прозрачной стенкой.

Преобразователь 2 через акустически прозрачную стенку излучает и фокуси-рует импульсы акустических колебаний в биоткань 7. Для фокусировки акустических колебаний в определенную область биоткани преобразователь 2 перемещается.по направляющей, одновременно осуществляется контроль перемещения фокального пятна в био объекте на экране осциллографа 5, где визуализируется рассеянный -этой областью биоткани эхо-сигнал, кото.рый через усилитель 3 и временной .селектор 4 подан на вход второго ка нала осциллографа 5. После фокуси-! ровки импульса акустических колеба-! ний в определенную область биотка-! ни 7, эхо-сигнал из фокуса выделяет-! ся селектором 4 и подается на вход пикового детектора б, где определяется его амплитуда АА ° Затем фокальное пятно перемещается вдоль ли-нии распространения акустического импульса в пределах слоя однород5292 4! ной биоткани 7, в которой производится измерение затухания ультразву ка, на расстояние, равное и А., где

n - любое действительное число, „1, длина волны ультразвука в биоткани .

Для этого необходимо переместить преобразователь вдоль его акустической оси на расстояние 1, равное .и )ьс, где $ - длина волны ультразвука s сcр еeд еe, в которой находится преобразователь 2;

Затем повторяется операция излучения акустических колебаний в био» ткань при новом положении фокусного пятна, производится прием и измерение амплитуды рассеянного в этом по " ложении эхо-сигнала А и определяется коэффициент затухания ультразвука в биоткани in vivo по соотношению

К

20 — и р, о

К= ---1n А -+сГ где - логарифмический декремент затухания ультразвука в среде, в которой находится преобразователь.

При. перемещении фокусного пятна

2$ вглубь биоткани число и принимает положительные значения, при .перемещении в обратном направлении - отрицательные, Предлагаемое изобретение позволя ет увеличить достоверность диагностики патологии биоткани in vivo и расширяет диапазон ее применения.

ВНИИПИ Заказ 3199/М Тираж 873, Подписное

Филиал ППП. "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,