RU2362487C2 - Noninvasive measuring technique for acoustic vibration velocity in elastic tissue - Google Patents

Noninvasive measuring technique for acoustic vibration velocity in elastic tissue Download PDF

Info

Publication number
RU2362487C2
RU2362487C2 RU2007124166/14A RU2007124166A RU2362487C2 RU 2362487 C2 RU2362487 C2 RU 2362487C2 RU 2007124166/14 A RU2007124166/14 A RU 2007124166/14A RU 2007124166 A RU2007124166 A RU 2007124166A RU 2362487 C2 RU2362487 C2 RU 2362487C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequencies
contact elements
emitting
signal
transducer
Prior art date
Application number
RU2007124166/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007124166A (en
Inventor
Екатерина Евгеньевна Фаустова (RU)
Екатерина Евгеньевна Фаустова
Валентина Николаевна Федорова (RU)
Валентина Николаевна Федорова
Владимир Альбертович Куликов (RU)
Владимир Альбертович Куликов
Original Assignee
Екатерина Евгеньевна Фаустова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Екатерина Евгеньевна Фаустова filed Critical Екатерина Евгеньевна Фаустова
Priority to RU2007124166/14A priority Critical patent/RU2362487C2/en
Publication of RU2007124166A publication Critical patent/RU2007124166A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2362487C2 publication Critical patent/RU2362487C2/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

FIELD: medicine. ^ SUBSTANCE: according to the method, contact members of a transmitting and receiving transducer are pressed to surface of analysed biological tissues at the same pressure force. Mechanical vibration of acoustic wave range is excited on surface of analysed tissue; delay time of the sensed signal is measured concerning the radiated one. The measurements are performed at a number of acoustic frequencies using a harmonic signal of constant frequency and amplitude for each measurement. Each measurement is preceded with instrument calibration to evaluate natural frequencies of the instrument elements to be excluded from those used in measuring. The induced noise signals are compensated. The pressure force is of the converters specified so that to provide the least penetration depth of acoustic waves into analysed biological tissue. Then measurements are performed at a number of frequencies with amplitude of the received signal are extreme. ^ EFFECT: higher reliability of measurements. ^ 2 cl

Description

Область примененияApplication area

Изобретение относится к области определения механических свойств, преимущественно параметров, характеризующих упругость эластичных биологических тканей, в частности кожи человека. Свойства тканей определяются посредством измерения скорости распространения акустических колебаний в биоткани с последующим вычислением требуемых механических свойств по известным зависимостям (Alonso M.Finn E.Fundamental University Physics, Vol.11. Filds and IMA.: Addision-Wesley, 1983, pp. 287-340), Шорохов B.B., Воронков В.Н., Клишко А.Н., Пашовкин Т.Н. Распространение поверхностных сдвиговых возмущений продольной поляризации в моделях мягких биологических тканей. Механика композитных материалов, 5, 1992, с.669), что позволяет проводить диагностику в различных направлениях медицины, в том числе в косметологии, дерматологии и смежных с нею областях медицины, оценивать и прогнозировать эффективность выбранного метода лечения или косметологического воздействия и т.д.The invention relates to the field of determining mechanical properties, mainly parameters characterizing the elasticity of elastic biological tissues, in particular human skin. The properties of tissues are determined by measuring the propagation velocity of acoustic vibrations in biological tissue and then calculating the required mechanical properties from known relationships (Alonso M. Finn E. Fundamental University Physics, Vol.11. Filds and IMA .: Addision-Wesley, 1983, pp. 287- 340), Shorokhov BB, Voronkov V.N., Klishko A.N., Pashovkin T.N. Propagation of surface shear disturbances of longitudinal polarization in models of soft biological tissues. Mechanics of composite materials, 5, 1992, p.669), which allows diagnostics in various areas of medicine, including cosmetology, dermatology and related fields of medicine, to evaluate and predict the effectiveness of the selected treatment method or cosmetic effect, etc. .

Уровень техникиState of the art

Известны многочисленные способы акустического тестирования упругости и определения механических свойств мягких биотканей. Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому является описанный в патенте США №5115808 от 22 мая 1990 года способ неинвазивного испытания анизотропной эластичной ткани, в соответствии с которым:Numerous methods are known for acoustic testing of elasticity and determining the mechanical properties of soft biological tissues. The closest set of essential features to the claimed is described in US patent No. 5115808 of May 22, 1990, a method of non-invasive testing of anisotropic elastic tissue, in accordance with which:

- прижимают к поверхности испытуемой биоткани контактные элементы излучающего преобразователя и возбуждают на поверхности испытуемой ткани тангенциальные механические колебания акустического диапазона волн;- press the contact elements of the emitting transducer to the surface of the test biological tissue and excite tangential mechanical vibrations of the acoustic wave range on the surface of the test tissue;

- прижимают к поверхности испытуемой ткани на заранее известном расстоянии от контактных элементов излучающего преобразователя и с таким же усилием контактные элементы приемного преобразователя механических колебаний в электрический сигнал;- they are pressed against the surface of the test tissue at a predetermined distance from the contact elements of the emitting transducer and with the same force the contact elements of the receiving transducer of mechanical vibrations into an electrical signal;

- располагают контактные элементы приемного преобразователя вдоль линии, которая совпадает с направлением возбуждения колебаний- position the contact elements of the receiving transducer along a line that coincides with the direction of excitation of the oscillations

- измеряют время распространения колебаний в направлении возбуждения колебаний на участке испытуемой биоткани, имеющем заранее заданную длину в направлении распространения колебаний;- measure the time of propagation of vibrations in the direction of excitation of vibrations in the area of the tested biological tissue having a predetermined length in the direction of propagation of vibrations;

- по результатам измерений определяют скорость распространения колебаний, модуль Юнга и другие параметры испытуемой ткани в вышеуказанном направлении и анизотропные характеристики эластичности ткани.- according to the measurement results determine the propagation velocity of the vibrations, Young's modulus and other parameters of the test tissue in the above direction and the anisotropic characteristics of tissue elasticity.

Недостатком известного способа является низкая достоверность результатов измерения, обусловленная погрешностями, связанными с отсутствием контроля глубины распространения возбуждаемых колебаний внутри испытуемой ткани, невозможностью исключить из числа измеряемых результаты. Получаемые в том числе и на частотах собственного резонанса системы испытуемая ткань - акустический преобразователь, отсутствие калибровок, исключающих влияние наведенных и шумовых сигналов в каждых конкретных условиях проведения измерений.The disadvantage of this method is the low reliability of the measurement results, due to errors associated with the lack of control of the depth of propagation of the excited vibrations inside the test tissue, the inability to exclude from the number of measured results. The test tissue obtained, including at the frequencies of the system’s own resonance, is an acoustic transducer, the absence of calibrations that exclude the influence of induced and noise signals in each specific measurement condition.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Техническим эффектом при использовании предлагаемого способа является повышение достоверности измерений. Указанный технический эффект достигается за счет того, что в способе неинвазивного измерения скорости распространения акустических колебаний в эластичной ткани, в соответствии с которым:The technical effect when using the proposed method is to increase the reliability of measurements. The specified technical effect is achieved due to the fact that in the non-invasive method of measuring the propagation velocity of acoustic vibrations in elastic tissue, in accordance with which:

- прижимают к поверхности испытуемой ткани контактные элементы излучающего преобразователя электрического сигнала в механические колебания и с его помощью возбуждают в испытуемой ткани механические колебания преимущественно акустического диапазона волн;- the contact elements of the emitting transducer of the electrical signal into mechanical vibrations are pressed against the surface of the test tissue and, with its help, excite mechanical vibrations of the mainly acoustic wave range in the test tissue;

- прижимают к поверхности испытуемой ткани на заранее известном расстоянии от контактных элементов излучающего преобразователя и с таким же усилием контактные элементы приемного преобразователя механических колебаний в электрический сигнал;- they are pressed against the surface of the test tissue at a predetermined distance from the contact elements of the emitting transducer and with the same force the contact elements of the receiving transducer of mechanical vibrations into an electrical signal;

- располагают контактные элементы излучающего и приемного преобразователей вдоль линии, которая совпадает с направлением возбуждения колебаний, измеряют время распространения колебаний на участке испытуемой ткани между излучающим и приемным преобразователями, по результатам измерений определяют скорость распространения колебаний в вышеуказанном направлении;- place the contact elements of the emitting and receiving transducers along a line that coincides with the direction of excitation of the vibrations, measure the propagation time of the vibrations in the area of the test tissue between the radiating and receiving transducers, determine the speed of propagation of vibrations in the above direction from the measurement results;

дополнительноadditionally

- возбуждение механических колебаний осуществляют путем подачи на излучающий преобразователь непрерывного в течение всего времени каждого конкретного измерения гармонического сигнала постоянной частоты и амплитуды;- excitation of mechanical vibrations is carried out by applying to the emitting transducer continuous throughout the entire time of each specific measurement of a harmonic signal of constant frequency and amplitude;

- расстояние между контактными элементами излучающего и приемного преобразователей выбирают не превышающим длину волны возбуждаемого механического колебания, соответствующего наивысшей из частот используемого диапазона акустических волн для данного измерения;- the distance between the contact elements of the emitting and receiving transducers is chosen not to exceed the wavelength of the excited mechanical vibration, corresponding to the highest of the frequencies of the used range of acoustic waves for this measurement;

- непосредственно перед проведением измерений на испытуемой ткани проводят калибровку измерителя в тех же условиях, в которых будут производиться измерения, при этом в состоянии не прижатых ни к какой поверхности контактных элементов излучающего и приемного преобразователей подают на излучающий преобразователь гармонические колебания, частоты которых изменяют с выбранной дискретностью во всем диапазоне используемых частот, на каждой частоте контролируют величину сигнала на выходе приемного преобразователя, фиксируют частоты, при которых сигнал имеет экстремальные значения, и исключают их из дальнейшего использования для измерений, на одной из оставшихся полезных частот выбирают значение комплексного коэффициента передачи приемного тракта, соответствующее минимуму выходной амплитуды, и фиксируют его на все время последующих измерений,- immediately before taking measurements on the test tissue, the meter is calibrated under the same conditions in which measurements will be made, while in the state of the contact elements of the emitting and receiving transducers not pressed to any surface, harmonic oscillations are fed to the radiating transducer, the frequencies of which vary with the selected discreteness in the entire range of used frequencies, at each frequency control the magnitude of the signal at the output of the receiving transducer, fix the frequency, at toryh signal has extreme values, and exclude them from further use for measurements on one of the remaining useful frequencies selected value of the complex transmission coefficient of a reception path corresponding to the minimum output amplitude, and it is fixed on all the subsequent measurements,

- затем прижимают контактные элементы преобразователей к образцу эталонной ткани, преимущественно резиновому, с заранее известными параметрами, изменяют усилие прижатия контактных элементов, подают на излучающий преобразователь гармонический сигнал одной из выбранных частот при каждом значении усилия прижатия, запоминают усилие прижатия, при котором погрешность измерения значения времени запаздывания сигнала в эталонной ткани по сравнению с известным эталонным значением является минимальной, и используют это значение прижатия как рабочее при проведении дальнейших измерений;- then the contact elements of the transducers are pressed against a sample of reference fabric, mainly rubber, with previously known parameters, the pressure of the contact elements is changed, a harmonic signal of one of the selected frequencies is applied to the emitting transducer at each pressure value, the pressure is stored at which the measurement error the delay time of the signal in the reference fabric in comparison with the known reference value is minimal, and use this value of compression as working during further measurements;

- затем прижимают контактные элементы преобразователей к испытуемой ткани с определенным при калибровке рабочим усилием, подают на излучающий преобразователь гармонические колебания, частоты которых изменяют с выбранной дискретностью во всем диапазоне выбранных при калибровке частот, на каждой частоте контролируют величину сигнала на выходе приемного преобразователя, фиксируют частоты, при которых амплитуда сигнала имеет экстремальные значения, и проводят измерения времени запаздывания на этих частотах.- then the contact elements of the transducers are pressed against the test fabric with a working force determined during calibration, harmonic oscillations are applied to the emitting transducer, the frequencies of which vary with the selected resolution in the entire range of frequencies selected during calibration, the signal value at the output transducer output is controlled at each frequency, the frequencies are fixed at which the signal amplitude has extreme values, and measure the delay time at these frequencies.

При этом усилие прижатия преобразователей определяют путем измерения соотношения величин сигналов на входе передающего и выходе приемного преобразователей и при проведении измерений на испытуемой ткани обеспечивают усилие прижатия такое, при котором устанавливается измеренное на эталонной ткани соотношение, соответствующее рабочему усилию.In this case, the pressing force of the transducers is determined by measuring the ratio of the values of the signals at the input of the transmitting and the output of the receiving transducers and, when measuring on the test fabric, provide a pressing force such that the ratio measured on the reference fabric is established corresponding to the working force.

Способ осуществляется следующим образом. Как и в выбранном прототипе прижимают к поверхности исследуемой ткани контактные элементы преобразователей, как правило, скомпонованные в одном конструктивном элементе, возбуждают в биоткани сдвиговые поверхностные колебания, измеряют время распространения волн между излучающим и приемным контактными элементами. Основными техническими отличиями являются:The method is as follows. As in the selected prototype, the contact elements of the transducers are pressed against the surface of the test tissue, as a rule, arranged in one structural element, they excite shear surface vibrations in the biological tissue, and the wave propagation time between the emitting and receiving contact elements is measured. The main technical differences are:

- использование при измерении набора частот возбуждаемых гармонических колебаний, что исключает погрешности, связанные с возникновением переходных процессов при импульсном воздействии, и позволяет получить ряд результатов измерений во всем диапазоне частот и определить целый комплекс времен релаксации для отдельных составляющих компонентов биоткани;- use when measuring a set of frequencies of excited harmonic oscillations, which eliminates the errors associated with the occurrence of transient processes under pulsed action, and allows you to get a number of measurement results in the entire frequency range and determine a whole complex of relaxation times for individual components of the biological tissue;

- в связи с тем, что время запаздывания сигнала при использовании гармонических колебаний определяется по сдвигу фаз между излученным и принятым сигналами, для исключения неоднозначности и погрешности измерений, связанных с возможностью использования для измерения принятых сигналов, фазовое запаздывание которых превышает истинное, более чем на 360°, расстояние между контактными элементами излучающего и приемного преобразователей выбирают не превышающим длину волны возбуждаемого механического колебания, соответствующего наивысшей из частот используемого диапазона акустических волн для данного измерения. При определении величины длины волны используют имеющиеся априорные или накопленные знания, в частности в способе-прототипе указаны скорости распространения, равные 200 м/сек для сдвиговых волн и 1500 м/сек для упругих волн сжатия-растяжения;- due to the fact that the delay time of the signal when using harmonic oscillations is determined by the phase shift between the emitted and received signals, to eliminate the ambiguity and measurement error associated with the ability to use the received signals for measurement, the phase delay of which exceeds the true by more than 360 °, the distance between the contact elements of the emitting and receiving transducers is chosen not exceeding the wavelength of the excited mechanical vibration corresponding to the highest of frequencies of the used range of acoustic waves for a given measurement. When determining the magnitude of the wavelength, existing a priori or accumulated knowledge is used, in particular, in the prototype method, propagation velocities of 200 m / s for shear waves and 1500 m / s for elastic compression-extension waves are indicated;

- для каждых конкретных условий измерения, в частности после смены насадок-преобразователей, что требуется проводить для каждого конкретного пациента, перед проведением измерений на испытуемой ткани проводят калибровку измерителя, при этом в состоянии не прижатых ни к какой поверхности контактных элементов излучающего и приемного преобразователей подают на излучающий преобразователь гармонические колебания, частоты которых изменяют с выбранной дискретностью во всем диапазоне используемых частот, на каждой частоте контролируют величину сигнала на выходе приемного преобразователя, фиксируют частоты, при которых сигнал имеет экстремальные значения, и исключают их из дальнейшего использования для измерений, т.к. эти частоты являются частотами собственного резонанса элементов измерителя и измерение на них приведет к повышению погрешности. На одной из оставшихся полезных частот выбирают значение комплексного коэффициента передачи (величину коэффициента усиления и фазовый сдвиг) приемного тракта, соответствующее минимуму выходной амплитуды, и фиксируют его на все время последующих измерений, что позволяет минимизировать влияние сигналов наведенных помех; затем прижимают контактные элементы преобразователей к образцу эталонной ткани, преимущественно резиновому, с заранее известными параметрами, например стандартные силиконовые резины Института медицинских полимеров, являющиеся изотропными и поэтому легко позволяющие измерить в них скорость распространения, которая всегда постоянна, вне зависимости от силы прижатия, частоты колебаний и точек приложения преобразователей. Затем изменяют усилие прижатия контактных элементов, подают на излучающий преобразователь гармонический сигнал одной из выбранных частот при каждом значении усилия прижатия, запоминают усилие прижатия, при котором погрешность измерения значения времени запаздывания сигнала в эталонной ткани по сравнению с известным эталонным значением является минимальной, и используют это значение прижатия как рабочее при проведении дальнейших измерений, что позволяет правильно выбрать глубину распространения возбуждаемых колебаний в эталонной, а затем и в испытуемой тканях. При этом определение усилия прижатия преобразователей может быть произведено путем измерения соотношения величин сигналов на входе передающего и выходе приемного преобразователей, и при проведении измерений на испытуемой ткани обеспечивают усилие прижатия, такое, при котором устанавливается измеренное на эталонной ткани соотношение, соответствующее рабочему усилию;- for each specific measurement condition, in particular after changing the nozzles of the transducers, which is required for each specific patient, before measuring on the test tissue, the meter is calibrated, while in the state of the contact elements of the emitting and receiving transducers not pressed against any surface harmonic oscillations, the frequencies of which vary with the selected discreteness in the entire range of used frequencies, are monitored on the emitting transducer; the signal at the output of the receiving transducer, fix the frequency at which the signal has extreme values, and exclude them from further use for measurements, because these frequencies are the frequencies of the intrinsic resonance of the meter elements and measurement on them will lead to an increase in the error. At one of the remaining useful frequencies, the value of the complex transfer coefficient (gain and phase shift) of the receive path corresponding to the minimum of the output amplitude is selected and fixed for the entire time of subsequent measurements, which minimizes the effect of the induced noise signals; then, the contact elements of the transducers are pressed against a sample of reference fabric, mainly rubber, with parameters known in advance, for example, standard silicone rubbers of the Institute of Medical Polymers, which are isotropic and therefore easily measure the propagation velocity in them, which is always constant, regardless of the pressing force, the vibration frequency and application points of converters. Then, the pressing force of the contact elements is changed, a harmonic signal of one of the selected frequencies is supplied to the emitting transducer for each value of the pressing force, the pressing force is stored at which the measurement error of the signal delay time in the reference fabric is minimal compared to the known reference value and use this the value of pressing as a working one during further measurements, which allows one to choose the depth of propagation of the excited oscillations in the reference, and then in the test tissue. In this case, the determination of the pressing force of the transducers can be made by measuring the ratio of the values of the signals at the input of the transmitting and the output of the receiving transducers, and when measuring on the test fabric, they provide a pressing force, such that the ratio measured on the reference fabric is established corresponding to the working force;

- затем проводят измерения на частотах, отличных от частот собственного резонанса и исключенных при первом этапе калибровки, при этом прижимают контактные элементы преобразователей к испытуемой ткани с определенным при калибровке рабочим усилием, подают на излучающий преобразователь гармонические колебания, частоты которых изменяют с выбранной дискретностью во всем диапазоне выбранных при калибровке частот, на каждой частоте контролируют величину сигнала на выходе приемного преобразователя, фиксируют частоты, при которых сигнал имеет экстремальные значения, и проводят измерения времени запаздывания на этих частотах. В связи с тем, что данные частоты являются частотами собственного резонанса отдельных компонентов испытуемой биоткани, результаты измерений, полученные на этих частотах, обеспечивают максимальную достоверность и информативность как самих измерений, так и последующей диагностики и оценки эффективности используемых методов дерматологического или косметологического воздействия.- then, measurements are taken at frequencies other than the frequencies of intrinsic resonance and excluded during the first calibration step, while the contact elements of the transducers are pressed against the test fabric with the working force determined during calibration, harmonic oscillations are applied to the emitting transducer, the frequencies of which vary with the selected discreteness throughout the range of frequencies selected during calibration, at each frequency control the magnitude of the signal at the output of the receiving transducer, fix the frequencies at which the signal has extreme values, and they measure the delay time at these frequencies. Due to the fact that these frequencies are the natural resonance frequencies of the individual components of the tested biological tissue, the measurement results obtained at these frequencies provide maximum reliability and information content of the measurements themselves, as well as the subsequent diagnosis and assessment of the effectiveness of the used methods of dermatological or cosmetological effects.

Claims (2)

1. Способ неинвазивного измерения скорости распространения акустических колебаний в эластичной ткани, в соответствии с которым
прижимают к поверхности испытуемой ткани контактные элементы излучающего преобразователя электрического сигнала в механические колебания и с его помощью возбуждают в испытуемой ткани механические колебания акустического диапазона волн,
прижимают к поверхности испытуемой ткани на заранее известном расстоянии от контактных элементов излучающего преобразователя и с таким же усилием контактные элементы приемного преобразователя механических колебаний в электрический сигнал,
при калибровке учитывают погрешность, обусловленную усилием прижатия контактных элементов преобразователей,
располагают контактные элементы излучающего и приемного преобразователей вдоль линии, которая совпадает с направлением возбуждения колебаний,
измеряют время распространения колебаний на участке испытуемой ткани между излучающим и приемным преобразователями,
по результатам измерений определяют скорость распространения колебаний в вышеуказанном направлении, отличающийся тем, что
возбуждение механических колебаний осуществляют путем подачи на излучающий преобразователь непрерывного в течение всего времени каждого конкретного измерения гармонического сигнала постоянной частоты,
расстояние между контактными элементами излучающего и приемного преобразователей выбирают не превышающим длину волны возбуждаемого механического колебания, соответствующего наивысшей из частот используемого диапазона акустических волн для данного измерения,
непосредственно перед проведением измерений на испытуемой ткани в состоянии не прижатых ни к какой поверхности контактных элементов излучающего и приемного преобразователей подают на излучающий преобразователь гармонические колебания, частоты которых изменяют с выбранной дискретностью во всем диапазоне используемых частот, на каждой частоте контролируют величину сигнала на выходе приемного преобразователя, фиксируют частоты, при которых сигнал имеет экстремальные значения и исключают их из дальнейшего использования для измерений, на одной любой из оставшихся полезных частот выбирают значение комплексного коэффициента передачи приемного тракта, соответствующее минимуму выходной амплитуды, и фиксируют его на все время последующих измерений,
затем прижимают контактные элементы преобразователей к образцу эталонной ткани, преимущественно резиновому, с заранее известными параметрами, изменяют усилие прижатия контактных элементов, подают на излучающий преобразователь гармонический сигнал одной из выбранных частот при каждом значении усилия прижатия, запоминают усилие прижатия, при котором погрешность измерения значения времени запаздывания сигнала в эталонной ткани по сравнению с известным эталонным значением является минимальной, и используют это значение прижатия как рабочее при проведении дальнейших измерений;
затем прижимают контактные элементы преобразователей к испытуемой ткани с определенным таким образом рабочим усилием, подают на излучающий преобразователь гармонические колебания, частоты которых изменяют с выбранной дискретностью во всем диапазоне выбранных при калибровке частот, на каждой частоте контролируют величину сигнала на выходе приемного преобразователя, фиксируют частоты, при которых сигнал имеет экстремальные значения, и проводят измерения времени запаздывания на этих частотах.
1. The method of non-invasive measurement of the propagation velocity of acoustic vibrations in elastic tissue, in accordance with which
they press the contact elements of the emitting transducer of the electrical signal into mechanical vibrations to the surface of the test tissue and, with its help, excite mechanical vibrations of the acoustic wave range in the test tissue,
pressed against the surface of the test tissue at a predetermined distance from the contact elements of the emitting transducer and with the same force the contact elements of the receiving transducer of mechanical vibrations into an electrical signal,
during calibration, the error due to the pressing force of the contact elements of the transducers is taken into account,
position the contact elements of the emitting and receiving transducers along a line that coincides with the direction of excitation of the oscillations,
measure the propagation time of oscillations in the area of the test tissue between the emitting and receiving transducers,
the measurement results determine the propagation velocity of the oscillations in the above direction, characterized in that
the excitation of mechanical vibrations is carried out by applying to the emitting transducer continuous throughout the entire time of each specific measurement of a harmonic signal of constant frequency
the distance between the contact elements of the emitting and receiving transducers is chosen not to exceed the wavelength of the excited mechanical vibration corresponding to the highest frequency of the used range of acoustic waves for this measurement,
immediately before measurements on the test tissue in the state of the contact elements of the emitting and receiving transducers are not pressed against the surface, harmonic oscillations are fed to the emitting transducer, the frequencies of which vary with the selected discreteness in the entire range of frequencies used, the signal value at the output of the transducer is controlled at each frequency , fix the frequencies at which the signal has extreme values and exclude them from further use for measurement At any of the remaining one mineral selected frequency value of the complex transmission coefficient of a reception path corresponding to the minimum output amplitude, and it is fixed on all the subsequent measurements,
then the contact elements of the transducers are pressed against a sample of reference fabric, mainly rubber, with previously known parameters, the pressing force of the contact elements is changed, a harmonic signal of one of the selected frequencies is applied to the emitting transducer at each pressing force value, the pressing force is stored at which the measurement error the delay of the signal in the reference fabric compared to the known reference value is minimal, and use this value of the pressing as p Above during further measurements;
then, the contact elements of the transducers are pressed against the test fabric with a working force defined in this way, harmonic oscillations are applied to the emitting transducer, the frequencies of which vary with the selected discreteness in the entire range of frequencies selected during calibration, the signal value at the output transducer output is monitored at each frequency, the frequencies are fixed, at which the signal has extreme values, and measure the delay time at these frequencies.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что усилие прижатия преобразователей определяют путем измерения соотношения величин сигналов на входе передающего и выходе приемного преобразователей и при проведении измерений на испытуемой ткани обеспечивают усилие прижатия такое, при котором устанавливается измеренное на эталонной ткани соотношение, соответствующее рабочему усилию. 2. The method according to claim 1, characterized in that the pressing force of the transducers is determined by measuring the ratio of the values of the signals at the input of the transmitting and output of the receiving transducers and, when taking measurements on the test fabric, provide a pressing force such that the ratio measured on the reference fabric is established, corresponding to labor effort.
RU2007124166/14A 2007-06-28 2007-06-28 Noninvasive measuring technique for acoustic vibration velocity in elastic tissue RU2362487C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124166/14A RU2362487C2 (en) 2007-06-28 2007-06-28 Noninvasive measuring technique for acoustic vibration velocity in elastic tissue

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124166/14A RU2362487C2 (en) 2007-06-28 2007-06-28 Noninvasive measuring technique for acoustic vibration velocity in elastic tissue

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007124166A RU2007124166A (en) 2009-01-10
RU2362487C2 true RU2362487C2 (en) 2009-07-27

Family

ID=40373645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007124166/14A RU2362487C2 (en) 2007-06-28 2007-06-28 Noninvasive measuring technique for acoustic vibration velocity in elastic tissue

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2362487C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526428C1 (en) * 2013-06-28 2014-08-20 Валентина Николаевна Федорова Method of analysing mechanical properties of skin of mammary glands
RU2675345C1 (en) * 2015-02-12 2018-12-18 Вуси Хиски Медикал Текнолоджис Ко., Лтд. Method for analysis and processing of data of elasticity determining device and elasticity determining device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Применение ультразвука в медицине. Под ред.К.ХИЛЛА. - М.: Мир, 1989, с.234-236. ОСИПОВ Л.В. Ультразвуковые диагностические приборы. - М.: ВИДАР, 1999, с.17-18. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526428C1 (en) * 2013-06-28 2014-08-20 Валентина Николаевна Федорова Method of analysing mechanical properties of skin of mammary glands
RU2675345C1 (en) * 2015-02-12 2018-12-18 Вуси Хиски Медикал Текнолоджис Ко., Лтд. Method for analysis and processing of data of elasticity determining device and elasticity determining device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007124166A (en) 2009-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4947851A (en) Method and device for acoustic testing of elasticity of biological tissues
US6298726B1 (en) Acoustic impedance measuring apparatus using ultrasonic waves
US5115808A (en) Method and device for noninvasive acoustic testing of elasticity of soft biological tissues
US5042489A (en) Ultrasonic densitometer device and method
US7601120B2 (en) Method and device for the non-invasive assessment of bones
KR0149847B1 (en) Ultrasonic densitometer device and method
RU2688294C1 (en) Method and device for determining elasticity
US7854701B2 (en) Non-invasive monitoring of intracranial dynamic effects and brain density fluctuations
US10631775B2 (en) Apparatus for dynamic stress measurement
US11561201B2 (en) Device and method for determining the elasticity of soft-solids
RU2362487C2 (en) Noninvasive measuring technique for acoustic vibration velocity in elastic tissue
US5817020A (en) Apparatus and method for diagnosing osteoporosis
US20070016038A1 (en) Ultrasonic method to determine bone parameters
US20110046517A1 (en) Method and system for monitoring skeletal defects
Komatsu et al. A novel ultrasonic method for measuring minute sinusoidal displacement by network analyzer
JP4171121B2 (en) Bone strength measuring method and apparatus
Hou et al. Broadband dynamic parameters measurement by longitudinal vibration testing using pulse wave
JPH05228141A (en) Bone diagnostic device by ultrasonic wave
RU2688877C1 (en) Method of determining strength characteristics of polymer composite materials
Wear et al. Comparison of hydrophone phase response obtained via time delay spectrometry measurement and Hilbert transformation
WO2004091409A1 (en) Ultrasonic bone density measurement device, ultrasonic measurement device, ultrasonic bone density measurement method, and ultrasonic measurement method
Kassou et al. Development of electronic system for velocity ultrasound measurement: in vitro bone studies
BR112019027296B1 (en) DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE ELASTICITY OF SOFT SOLIDS
Fouan et al. Experimental Method for Microbubbles Dynamics Monitoring and Radius Sizing
Minonzio et al. Detection of elastic guided waves using an axial transmission method: Performance comparison between PZT and cMUT technologies

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100629

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120629