Способ исследования костной ткани Советский патент 1987 года по МПК A61B8/00 

Изобретение относится к неразруша ющему контролю ультразвуковыми .методами, предназначено для использовани в медицине при диагностике заболеваний костной ткани человека и может быть использовано в дефектоскопии для обнаружения инородных включений в листовом металле.

Целью изобретения является повышение точности диагностики благодаря тому, что в костной ткани возбуждают опред ленную моду ультразвуковых колебаний и проводят два измерения скорости -распространения этой моды в костной ткани.

Способ осуществляют следующим образом.

Синхронизатор запускает генератор радиоимпульсов, которьш вырабатывает прямоугольные радиоимпульсы с частотой заполнения f, возбуждающие излучающий ультразвуковой преобразователь. Преобразователь излучает ультразвуковые колебания в исследуемьй участок костной ткани. Ультразвуковые колебания, прошедшие через костную ткань, принимаются перовым приемным ультразвуковым преобразователем, а затем, через время S , , вторым приемньм ультразвуковым преобразователем, расположенным на расстоянии IQ от первого. Сигналы с первого и второго приемных преобразователей поступают на устройство формирования временного интервала о , которое в цифровом виде формирует числовое значение интервала о Од новременно сигнал с второго приемного ультразвукового преобразователя поступает на устройство поиска максимума. При этом частота f возбуждающих импульсов выбрана таким образом, что упругая волна в мягкие ткани излучается под таким углом ср, что выполняется неравенство ср(,ср , Ч ср, ср о Б таких условиях сигнал второго приемного преобразователя, диаграмма направленности которого в этот момент составляет угол cf с нормалью к его поверхности, не достигает максимума, устройство поиска максимума находится в режиме ожидания и сигналом Б . блокирует выход устройства формирования временного интервала од ,

1,

В следующих тактах работы устройства частоты возбуждающих импульсов последовательно увеличиваются на ма

5

0

лую дискретную величину д до тех пор, пока устройство поиска максимума не зафиксирует максимальньш сигнал. Это означает, что фазовая скорость распространяющейся моды колебаний в исследуемом участке костной ткани такова, что упругая волна излучается в мяг кие ткани под углом ср о

В это -время устройство поиска максимума вырабатьшает управляющие сиг- галы С, У и М, причем выход устройства формирования временного интервала Ъ остается заблокированным сигналом Б. .

По сигналу С происходит считывание с генератора радиоимпульсов частоты возбуждения f в устройство определения локальной скорости V, , По М происходит запись значепамять устройства По сигналу У диаграмма направленности второго приемного ультразвукового преобразователя переводится в следующее 5 фиксированное положение, соответствующее углу ill со

Затем происходит дальнейшее увеличение частоты возбуждения до тех пор, пока устройство поиска максимз а не зафиксирует максимальньш сигнал В этот момент сигналы С и М не вырабатываются,, сигнал У переводит диаграмму направленности второго приемного ультразвукового преобразователя в следующее фиксированное положение, соответствующее углу tf , а сигналом В на короткое время разблокируется выход устройства и на устройство определения средней скорости V поступает цифровое значение временносигналуния f в

0

5

0

ГО интервала t-o

Устройство по измерасс:тоянию между приемными преобразователями (- определяет значение средней групповой скорости V;.. рас-) . пространения возбужденной моды, которое подается на устройство выработки

критерия, где запоминается, j

Затем происходит дальнейщее увели0 чение частоты возбуждения до тех пор, пока устройство поиска максимума не зафиксирует максимальный сигнал. Это означает, что фазовая скорость распространяющейся в исследуе5 мом участке костной ткани моды колебаний такова, что упругая волна излучается- в мягкие ткани под углом tf , В результате снова вырабатываются си сигналы С, У и М, По сигналу С проис-

31342479 . 4

ходит считывание с генератора, а по лями, отличающийся тем, сигналу М - запись в устройстве зна- что, с целью повышения точности диаг- чения частоты f. Сигналом У диаграм- ностики, возбужденные в костной тка- ма направленности второго приемного ни импульсные колебания частотой f ультразвукового преобразователя пере- определенной моды принимают под уг- водится в исходное состояние. Устрой- лом, соответствующим пиковому значе- ство определения групповой скорости нию сигнала, дополнительно проводят

импульсное возбуждение ультразвуковых колебаний той же моды на часто- fO тах

распространения моды на локальном участке костной ткани Уд производит вычисление величины Уд по формуле

V.

( f sincp

sincp

7) и подает

найденное значение Уд на устройствогде Ц - изменение частоты возбужде- вьфаботки критерия. Устройство произ-f5 ния, при котором изменение водят, вычисление согласно соотношениюфазовой скорости возбужденCV -Vcp)/Vtp и при величине этогоной моды считают линейным,

отношения, неравной нулю, диагности-осуществляют прием вторым приемным

руют поражение костной ткани.преобразователем ультразвуковых сигПредлагаемый способ отличается от 20налов, прошедших через костную ткань,

известного тем, что имеется возмож-под углами ср и ее соответственно, ность введения объективного критерия

а групповую скорость распространения моды на локальном участке костной ткани определяют по формуле

( )/У.р , степень отклонения значения которого от нуля позволяет достоверно оценить состояние исследуемого участка костной ткани„

Формула изобретения Способ исследования костной ткани путем излучения ультразвуковых импульсных колебаний частотой f.. в костную ткань, последовательного приема ультразвуковых сигналов, прошедших через костную ткань на уровне очага поражения, двумя приемными ультразвуковыми преобразователями, расположенньми на известном расстоянии друг от друга и оценки состояния костной ткани по средней скорости

25

а групповую скорость распространени моды на локальном участке костной ткани определяют по формуле

VT

Д

-(f /sincf - fVein/),

где У

30

35

- групповая скорость распро странения моды на локальном участке костной ткани У - скорость распространения

упругой волны в мягких тка нях;

qj и Lf - углы, соответствующие пиковым значениям сигналов на частотах f, и f соответственно,

и при величине отношения ()

Vep

распространения ультразвуковых коле- т О диагностируют поражение костной баний между приемными преобразовате- ткани.

Редактор И Николайчук Заказ 4539/3

Составитель М Позняк Техред Л.Сердюкова .

Корректоре

Тираж 594Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

ЧU2

и f f

Р

-Ь

под углами ср и ее соответственно,

а групповую скорость распространения моды на локальном участке костной ткани определяют по формуле

VT

Д

-(f /sincf - fVein/),

где У

0

5

- групповая скорость распространения моды на локаль . ном участке костной ткани; У - скорость распространения

упругой волны в мягких тканях;

qj и Lf - углы, соответствующие пиковым значениям сигналов на частотах f, и f соответственно,

и при величине отношения ()

Vep

Корректоре. Черни ,

Изобретение относится к ультразвуковым методам исследования. Цель изобретения - повьш ение точности диагностики. Синхронизатор запускает генератор радиоимпульсов, который вырабатывает прямоугольные радиоимпульсы, возбуждающие излучающий ультразвуковой преобразователь,, Ультразвуковые колебания, прошедшие че- . рез костную ткань, принимаются первым и вторым приемными ультразвуковыми преобразователямио Сигналы с первого и второго приемных преобразователей поступают на устройство формирования временного интервала. Сигнал с второго приемного преобразователя поступает на устройство поиска максимума. Увеличивают частоту возбуждения до тех пор, пока устройство поиска максимума не зафиксирует макси- мальньш сигнал. Устройство по измеренному интервалуи известномурасстоя-. нию между приемными преобразователями определяет значения средней групповой скорости распространения возбужденной модыо Рассчитывают групповую скорость распространения моды на локальном участке костной ткани и по величине этого соотношения определяют состояние костной ткани. Способ может быть использован для обнаружения инородных включений в листовом металле. с € (Л jO 4 ND vj со