Аппаратная реализация повышения эффективности локального воздействия мощного фокусированного ультразвука на биоткани Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 534.222

А.В. Леонова, Н.Н. Чернов

АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛОКАЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МОЩНОГО ФОКУСИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКА НА БИОТКАНИ

Рассматриваются вопросы повышения эффективности локального воздействия при процедуре ультразвуковой ударно-волновой хирургии за счет учета свойств биологических тканей.

Биоткани; ударно-волновая хирургия; эффективность воздействия.

A.V. Leonova, N.N. Chernov

THE HARDWARE REPRESENTATION TO INCREASE OF EFFICIENCY LOCAL INFLUENCE HIGH-POWER FOCUS ULTRASOUND ON BIOTISSUE

The questions to increase of efficiency local influence ultrasound shock-wave surgery due to account biotissue property considered in this article

Biotissue; shock-wave surgery; efficiency influence.

Эффективность ультразвуковой медицинской диагностики и высокоинтенсивной ультразвуковой хирургии во многом зависит от степени знания и учета акустических свойств и параметров биоткани. Проведенные экспериментальные исследования [1] показали, что при прохождении мощного фокусированного ультразвукового пучка через слоистую структуру биоткани возникает смещение траектории ультразвукового пучка и размытие в фокуса. Такое явление возникает в результате разности скоростей ультразвука в слоях биотканей, через которые проходит ультразвуковой луч. Вследствие смещения фокусного пятна, ультразвуковая энергия не достигает своей цели, поражает здоровые ткани и органы. Увеличение эффективности локального воздействия мощного фокусированного ультразвука на биоткани возможно за счет учета смещения траектории ультразвукового пучка. На основе теоретических [2,3] и экспериментальных исследований [1] предлагается аппаратная реализация (рис. 1), обеспечивающая возможность формирования возбуждающих и демпфирующих электрических импульсов на N преобразователей в излучающей ударно-волновой головке. Предусматривается возможность подстройки задержки сигнала между излучающими каналами с целью управления фазой акустического сигнала для перемещения и корректировки формы терапевтического фокуса.

Рис. 1. Функциональная схема хирургического аппарата

Известия ЮФУ. Технические науки

Тематический выпуск

Функциональная схема хирургического аппарата состоит из ЭВМ, с помощью которого производится управление установкой, аппарата УЗИ локализуется «цель». В ЭВМ происходит вычисление времени задержки ^ 2 п для каждого из каналов излучения по разработанному алгоритму (рис. 2).

Посылка сигнала на

Ввод отраженных^ сигналов /

Анализ отраженных сигналов

Определение скорости звука, плотности ткани

Определение толщины слоев

Формирование фокального пятна

Рис. 2. Алгоритм блока управления хирургического аппарата

Таким образом, с помощью хирургического аппарата, в основе которого лежит разработанная функциональная схема и алгоритм для блока управления ударно-волнового излучателя, можно сформировать необходимые электрические импульсы, позволяющие производить коррекцию фокального пятна и области его воздействия в зависимости от толщины, вида биоткани по траектории ультразвукового пучка.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Леонова А.В., Чернов Н.Н. Экспериментальная установка для исследования прохождения узкого ультразвукового пучка через слоистую структуру биоткани // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2009. - № 10 (9). - С. 155-159.

2. Леонова А.В., Гривцов В.В. Моделирование процессов прохождения мощных ультразвуковых колебаний через слоистую структуру биологических сред // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2009. - № 7 (96). - С. 158-162.

3. Влияние слоистой структуры биоткани на акустическое поле мощного источника ультразвука // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. - СПб.: Изд-во ИТМО, 2009. - № 5 (63). - С. 81-85.

Леонова Антонина Валерьевна

Технологический институт Федерального государственного образовательного

учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный

университет» в г. Таганроге.

E-mail: [email protected].

347930, г. Таганрог, ул. Шевченко, 2.

Тел.: 88634371795.

Чернов Николай Николаевич

E-mail: [email protected].

Leonova Antonina Valerievna

Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of

Higher Vocational Education "Southern Federal University".

E-mail: [email protected].

2, Shevchenko street, Taganrog, 347928, Russia.

Phone: +78634 371795

Chernov Nikolay Nikolaevich

E-mail: [email protected]

УДК 534(03)

М.А. Романюк

АКУСТИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ КАК ИНСТРУМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ АУДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКОЙ

Описаны основные состовляющие звуковой энергии, влияющие на характер акустических условий внутри помещений. Рассматриваются варианты изменения неблагоприятных акустических характеристик.

Аудиоэкология; шум; акустика помещений; звукопоглощение.

M.A. Romanyk

ACOUSTIC DESIGN OF PREMISES AS A TOOL OF GOVERNANCE AUDIOECOLOGY SETTING

Consider the main components of the sound energy is affecting the nature of the acoustic conditions inside the classrooms. Consider options for change not favorable acoustic characteristics.

Audioecology; noise; room acoustics; sound absorption.

Аудиоэкология - отрасль биоакустики и экологии человека, появившаяся в последние годы. Она исследует природные и техногенные звуки, воздействующие