Патент ссср 386360

Патент ссср 386360

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДИ ЕЯЬСТВУ ()386360

Со(ос Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 27.03.65 (21) 1000156/31-16 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 22.07.75 (51) 1. Кл. 6 01s 9/00

G 01п 23/08

G 01п 29/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР

l1o делам изобретений и открытий (53) УДК 621.396.969.

1 621 391 8 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Д. Гуревич, Н. А. Гуренков, В, Л. Коныгин и А. А. Чевненко

Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАТУХАНИЯ

ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В УЧАСТКЕ СРЕДЫ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ

R„D -„

Известны способы исследования затухания в лновых процессов в участке среды распространения, состоящие в том, что с помощью излучателя возбуждают импульсное излучение, принимают импульсы излучения, отраженные от границ участка и вышедшие через выходную границу, и сопоставляют между собой амплитуды принятых импульсов, Предлагаемый способ отличается от известных тем, что импульсные излучения возбуждают на двух частотах, от выходной гран1(цы участка принимают только отраженный импульс, измеряют для каждой из частот отношение амплитуд импульсов, принятых в результате отражения от обеих границ участка, между собой сопоставляют эти отношения амплитуд и по результатам сопоставления определяют коэффициент затухания волн на участке распространения с использованием предварительно полученных тем же способом экспериментальных данных об участках с известным коэффициентом затухания, причем частоты излучения выбирают так, чтобы с требуемой точностью соблюсти постоянство показателя отличия исследуемого участка где Rn — коэффициент отражения от входной границы;

D, (— коэффициент прохождения через входную границу;

5 ߄— коэффициент отражения от выходной границы участка.

Такое усложнение известных способов позволяет измерить затухание в участке pac((poстранения в условиях доступа к нему только с одной стороны, что полезно, например при дифференциальной диагностике новообразований в тканях живого организма, а также (IV(( геофизических, гидрологических и других исследованиях. Так, при дифференциальной диагностике новообразований ультразвуком можно выбрать частоты излучения в диапазоне сотни килогерц — единиц мегагерц в соотношении 1: 3, чтобы использовать возбуждение ультразвукового преобразователя на гармониках и с учетом незначительности коэффициентов отражения добиться равенства показателей акустического отличия пораженного участка тканей на обеих частотах.

На фиг, 1 и 2 изображены схемы, поясняющие предлагаемый способ.

Предлагаемый способ состоит в следующем.

Допустим, исследуемая среда имеет слоистую структуру с толщинамп слоев, равными

30 Lpl, LIg, Lgg, ... Ln ), На входную границу

386360

1 10D 2REl аоо о

1 1 D2D2R I — 4аоог-оо — 4 оо! tz

2 0 0 1 2

f, а;

7 Х

I.=I0R. П D-2",,:Edn 1, 1

25 где — 4а C — 4n иии —, n 4

Учитывая эти соотношения, можно написать выражение для интенсивности сигнала, принятого от слоя и: от входной границы In 1 —— 10Rn П „1 cln ь

Д2 д 35

2

От ВЫХОДНОЙ ГРаНИЦЫ 1и = 10@, П Ои I dn

Измерив величины сигналов, можно взять их отношение (б) 1 Rn — 1 1 и — 1 и и — 1,и

-а, L

2 2

Dn 1d,, 1 ЛиD,1 1

In — 1 Rn — 1

In Rn если обозначить

Nf1 = —.

U„ (8) 60

Не меняя ориентации пьезопреобразователя, возбуждают его на другой частоте f2, например на 3-ей гармонике. Измерив для этой

IBcT0ThI велич11ны импульсов о,г и U, опре55 деляют:

0 первого слоя перпендикулярно к ней падает ультразвуковое излучение частоты f, и интенсивности Ip. Коэффициенты затухания ультразвукового излучения данной частоты равны в последовательных слоях величинам а01, а12, аи 1.„. ЛиаЛОГИЧНО КОЭффИЦИЕНтЫ ОтРажЕНИЯ от границ равны Rp, RI, R2 ... Rnn, а коэффициенты прохогкдения — Dp, DE, D2 ... D».

Тогда интенсивность сигнала, принимаемого приемником, установленным со стороны источника излучения, и отраженного от входной границы 0 первого слоя, равна 10 — — lpRp. Сигнал от границы 1 будет иметь интенсивность от границы 2 интенсивность сигнала равна

Сигнал от слоя и имеет величину — Mf,, то М11 — 1 ()

1 Р 1 г

С целью исключения коэффициентов отражения можно аналогичное соотношение написать для другой частоты f2, М1о= ", Е " 12)

R.D- .

ГДЕ P 1о и — КОЭффИЦИЕНт ЗатУХаНИЯ УЛЬтРазвука для частоты f2. R; и D; в соотношениях (1) и (2) соответственно равны, если как первый импульс частоты f1, так и второй частоты

f2 падает на границу под одним и тем же углом.

Взяв отношение (2) и (1), пслучпм:

Л11о "и — 1, и (,",и--l, и " n — 1, и) — (3) г И f

При использовании в качестве приемника пьезопластины, электрический сигнал на электроннолучевой трубке индикаторного устройства пропорционален не интенсивности, а давлению, поэтому отношение (3) целесообразно переписать в виде:

Nf 2 и — 1, и (и — 1, и "и — 1, и) =l (4)

2 где V — отношение амплитуд, измеренных на экране электроннолучевой трубки, и N= )/гц

В первом приближении для тканей справедлива линейная частотная зависимость коэ<рфициента затухания. Отсюда получается дополнительное к соотношению (4) соотношение

Решая совместно (4) и (5) и учитывая, что

I-=Ct, где С вЂ” скорость звука в среде, можно определить коэффициент затухания в слое и для частоты f1 и f2, 1O1g а — — — дб!сл

Z (см) (=2 — 1; (f, (, 1O g — —, дб, c.« г(;) IJ1 — ) о

Равенства (б) и (7) являются основными соотношениями для определения коэффициентов поглощения ультразвука в тканях 2кивого объекта по предлагаемому способу.

Экспериментально коэффициенты затухания определяют следующим образом: пьезопреобразователь А, генерирующий сначала сигнал а на частоте f1, прикладывают к исследуемому участку тела (фиг. 2). Ориентируя пьезопреобразователь по максимуму принимаемых сигналов, на экране электроннолучевой трубки диагностического аппарата получают одномерную картину (фиг. 2, б) исследуемой среды Б. Измерив величину импульсов

U и Un, определяют Nf1.

386360

+f2 в (9) L= —, Cf

2 (10) С помощью известных радиотехнических методов определяют временное расстояние между импульсами слоев Б и В.

Тогда толщина интересующего слоя В определяется из соотношения где С вЂ” скорость в среде. Ее величину можно принять равной 1500 л /сек. При определении

L учитывают, что импульс проходит каждый слой дважды: туда и обратно.

Величины, определенные по формулам (3), (9) и (10), подставляют в (G) и (7) и определяют затухание ультразвука на частотах.

Предмет изобретения

1. Способ исследования затухания волновых процессов в участке среды распространения, состоящий в том, что с помощью излучателя возбуждают импульсное излучение, принимают импульсы излучения, отраженные от границ участка, и сопоставляют между собой амплитуды принятых импульсов, отличающийся тем, что, с целью исключения необходимости в приеме в момент исследования импульсов, вышедших через выходную границу участка и тем самым обеспечения измерения затухания с одной стороны — со стороны только входной границы участка, импульсное излучение возбуждают на двух частотах, от выходной границы участка принимают только отраженный импульс, измеряют для каждой из частот отношение амплитуд импульсов, принятых в результате отражения от ооеих границ участка, сопоставляют между собой эти отношения амплитуд и по результатам сопоставления определяют величину затухания волн на участке распространения с использованием предварительно полученных тем же способом экспериментальных данных об участках с известным коэффициентом затухания, причем частоты излучения выбирают так, чтобы с требуемой точностью соолюсти постоянство показателя отличия исследуемого участка где R.:, — коэффициент отражен..я от входной границы; .О,. < — коэффициент прохождения через входную границу;

Л, — коэффициент отражения от выходной границы участка.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью дифференциальной диагностики новообразований, используют излучение ультразвука в диапазоне частот сотни килогерц— единицы мегагерц, а отношение частот принимают 1: 3 для удобства возбуждения ультразвукового преобразователя — излучателя на гармониках.

386360

С,2

2S.»1

Auz Р

Составитель Е. Ланцбург

Техред Л. Акимова

Корректор И, Симкина

Редактор Н. Перышкова

Заказ 259/748 Изд. № 1713 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк, фил. пред. «Патент»