Способ определения пространственного распределения звукового давления

 

Изобретение относится преимущественно к медицине и физиологии и может быть использовано для определения области воздействия и фокусирования ультразвукового излучения в неоднородных средах. Целью изобретения является упрощение способа за счет предотвращения повреждения тканей биологических объектов и повышение точности при определении распределения звукового поля в неоднородной среде. В качестве приемника звукового давления использован приемник с угловой апертурой, которая равна угловой апертуре излучателя или больше нее. Приемник размещают с противоположной стороны объекта и перемещают как вдоль оси излучателя, так и в перпендикулярных ей направлениях. Определяют зависимость мощности принимаемого сигнала от положения приемника. По найденной зависимости находят размеры фокального пятна излучателя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО(фЗАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ)4 А 61 В 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ rHHT CCCP (21) 3909954/28-63 (22) 12.06.85 (46) 23 .05.89. Бюл. № 1 9 (») Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева (72) В.И, Антипов, Л.P. Гаврилов, В.Н. Дмитриев и Л.В. Солонцова (53) 534 . 2 92 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР № 412891, кл. А 61 В 10/00, 1 970.

Lewin P.À. Focused ultrasonic

field distribution in tissue in

vitro.— Ultrasonics international 81

Conf. Proc., Brighton, 1 981, р.434439. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится преимущественно к медицине и физиологии и может быть использовано для опредеИзобретение относится преимущественно к медицине и физиологии и мо— жет быть использовано для определения области воздействия и фокусирования ультразвукового излучения в заданных глубоких участках организма животных и человека, а также различных неоднородных средах.

Цель изобретения — упрощение способа за счет предотвращения повреждения тканей биологических объектов и повышение точности при определении распределения звукового поля в неоднородной среде.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации спосоSU» 1480809 А1 ления области воздействия и фокусирования ультразвукового излучения в неоднородных средах. Целью изобретения является упрощение способа за счет предотвращения повреждения тканей биологических объектов и повышение точности при определении распределения звукового поля в неоднородной среде. В качестве приемника звукового давления использован приемник с угловой апертурой, которая равна угловой апертуре излучателя или больше нее. Приемник размещают с противоположной стороны объекта и перемещают как вдоль оси излучателя, так и в перпендикулярных ей направлениях.

Определяют зависимость мощности принимаемого сигнала от положения приемника. По найденной зависимости находят размеры фокального пятна излучателя. 3 ил. ба; на фиг. 2 — результаты измерения распределения звукового давления в воде предложенным способом и с помощью миниатюрного гидрофона1 на фиг. 3 — результаты измерения распределения звукового давления в мозгу кролика при воздействии ультразвуком через кость и без кости.

Устройство для реализации способа содержит ультразвуковой генератор l, нагруженный на фокусирующий излучатель 2, ванну 3 с водой, в которой находится исследуемый объект

4, фокусированный приемник 5, выполненный, например, в виде части сферы из пьеэокерамики с угловой

1 480809

«пертурой, равной или большей угловой апертуры излучателя 2, и установленньяt coocEIO с излучателем 2 в ванне 1 с возможностью перемещения

5 в диаметральном и осевом направлениях, и регистратор 6 (папример, осциллограф или импульсный вольтметр) Для обеспечения акустического контакта между фокусирующими пре — 10 образователями и объектом может быть использована не только ванна с водой, »о и мешки из тонкой звукопрозрачной (например, полиэтиленовой) пленки, заполненные водой.

Способ бесконтактного ультразвукового воздействия на заданные участки биологической ткани реализуется следующим образом.

На основе предварительных расчетных данных ультразвуковой фокусирующий излучатель 2 устанавливают так, чтобы его фокальная область ориентировочно совмещалась с заданным участком внутри биологической ткани. Размеры области воздействия и ее локали— зация определяются параметрами фокусирующего излучателя 2, а также акустическими характеристиками (скоростью ультразвука, коэффициента погло- ЗО щения и др.) тех участков биологической ткани, через которые распространяется акустическая волна . Далее на генераторе 1, возбуждающем фокусирующий излучатель 2, устанав35 ливают уровень выходного сигнала таким образом, чтобы интенсивность акустического поля в ткани была ниже порогов функционального и разрушающего воздействия. Перемещая фокуси— рованный приемник 5 относительно излучателя 2 и измеряя на выходе приемника 5 уровень ультразвукового сигнала, onределяют распределение ультразвукового поля внутри биологической ткани в диаметральном и осевом направлениях. Если размеры области воздействия и ее местоположение отличаются от заданных значений, то производят коррекцию местоположения

50 и размеров фокальной области (напри-, мер, изменяя угловую апертуру, частоту нли местоположение излучателя) и добиваются установления заданных значений. После выполнения перечисленных операций можно устанавливать требуемый уровень выходного сигнала генератора 1 и производить функциональное или разрушающее ультразвуковое воздействие на биологическич объект.

Способ может быть использован не только для цепей медицины и физиологии, но и при воздействии ультразвука на твердые тела, а также на жидкости и газы в тех случаях, когда использование контактных приемников звукового давления по тем или иным причинам исключено, например, в случае измерений при сверхвысоких температурах и так далее.

Формула изобретения

Способ определения пространствен— ного распределения звукового давления внутри биологических объектов при ультразвуковом воздействии на объект фокусированным излучателем с использованием перемещаемого приемника звукового давления, о т л и— ч ающийс я тем, что, с целью упрощения з а счет предотвращения повреждения тканей биологических объектов и повьш ения точности при определении распределения звукового поля в неоднородной среде, в качеств е п риемника эвуковог о давления используют приемник с угловой апертурой, равной или большей угловой апертуры излучателя, размещают его с противоположной стороны объекта и перемещают как вдоль оси, так и в перпендикулярных ей направлениях, определяют зависимость мощности принимаемого сигнала от положения при— емника и по этои зависимости находят размеры фокального пятна излучателя.

) 4808()9 рю,чу

9 Б 8 10 Г 19 1Б Ю20 8с r,сп

1480809

1.

М;)

Ф )

1 т

Ф, I

Щ

I Ъ

Щ

Ф

Составитель Г ° Самохвалов

Редактор С, Патрушева Техред N.Ходанич Корректор И. Горная

Заказ 2603/2 Тираж 644 Подписное л

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101