Способ определения пространственного распределения звукового давления Советский патент 1989 года по МПК A61B8/00 

1

Изобретение относится преимущественно к медицине и физиологии и может 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 способа; на фиг. 2 - результаты измерения распределения звукового давления в воде предложенным способом и с помощью миниатюрного гидрофона; 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 1 , 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 пьезокерамики с угловой

Јь

00

о

00

о со

3

апертурой, равной или большей угло- пой апертуры излучателя 2, и установленный соосно с излучателем в ваннг i с возможностью перемещения в диаметральном и осевом направлениях, и регистратор 6 (например, осциллограф или импульсный вольтметр) Для обеспечения акустическо- го контакта между фокусирующими преобразователями и объектом может быть использована не только ванна с водой, но и мешки из тонкой звуко- прозрачной (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. Раз- меры области воздействия и ее локализация определяются параметрами фокусирующего излучателя 2, а также акустическими характеристиками (скоро

.

4808094

и размеров фокальной облас1и (например, изменяя угловую чперчуру, часO

5

5

0

тоту или местоположение излучателя) и добиваются установления заданных значений. После выполнения перечисленных операций можно устанавливать требуемый уровень выходного сигнала генератора J и производить функциональное или разрушающее ультразвуковое воздействие на биологический 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 пространственного распределения звукового давле- ния внутри биологических объектов при ультразвуковом воздействии на

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.

сгыо ультразвука, коэффициента погло-од объект фокусированным излучателем с

щения и др.) тех участков биологической ткани, через которые распространяется акустическая волна. Далее на генераторе 1, возбуждающем фокусирующий излучатель 2, устанавливают уровень выходного сигнала таким образом, чтобы интенсивность акустического поля в ткани была ниже порогов функционального и разрушающего воздействия. Перемещая фокусированный приемник 5 относительно излучателя 2 .и измеряя на выходе приемника 5 уровень ультразвукового сигнала, определяют 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

35

40

45

50

использованием перемещаемого приемника звукового давления, о т л и - чающийс я тем, что, с целью упрощения за счет предотвращения повреждения тканей биологических объектов и повышения точности при определении распределения звукового поля в неоднородной среде, в качестве приемника звукового 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 приемника и по этой зависимости находят размеры фокального пятна излучателя .

использованием перемещаемого приемника звукового давления, о т л и - чающийс я тем, что, с целью упрощения за счет предотвращения повреждения тканей биологических объектов и повышения точности при определении распределения звукового поля в неоднородной среде, в качестве приемника звукового 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 приемника и по этой зависимости находят размеры фокального пятна излучателя .

ОС

с

СО

«Xi 4

II

«S г «о &