RU2620986C1 - Способ определения толщины плоского слоя - Google Patents
Способ определения толщины плоского слоя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620986C1 RU2620986C1 RU2016108260A RU2016108260A RU2620986C1 RU 2620986 C1 RU2620986 C1 RU 2620986C1 RU 2016108260 A RU2016108260 A RU 2016108260A RU 2016108260 A RU2016108260 A RU 2016108260A RU 2620986 C1 RU2620986 C1 RU 2620986C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hemangioma
- thickness
- ice
- layer
- contour
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
- G01B21/085—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness using thermal means
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения толщины плоских слоев, преимущественно живых тканей, с использованием их теплофизических свойств и может быть использовано для диагностики новообразований, а именно гемангиом. Суть способа заключается в тепловом воздействии на поверхностный плоский слой живой ткани типа гемангиома с целью определения ее толщины. При этом одностороннее импульсное воздействие на гемангиому тепловым потоком осуществляют путем создания отрицательного теплового потока за счет набора пластин льда, которые последовательно накладывают на гемангиому, после полного таяния каждой пластины убирают влагу, регистрацию изменения температуры на поверхности гемангиомы осуществляют пошагово вдоль выбранного направления, искомую толщину рассчитывают по формуле. Технический результат - объективная идентификация толщины поверхностного слоя с точностью до 5-10% на живых тканях типа гемангиома. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения толщины плоских слоев, преимущественно живых тканей, с использованием их теплофизических свойств.
Известны аналоги:
1) И.В. Сергеева. Использование взаимодействия теплового импульса с однородной пластиной для неразрушающего контроля [Текст] / Дефектоскопия. - 1984. - №4. - С. 37-42;
2) Способ определения толщины слоя материала, патент РФ №2023237 / В.Д. Корнеев [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.freepatent.ru/patents/2023237:
3) Способ определения толщины плоского слоя, авт.свид. №1557454 СССР / В.Н.Третьяков [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/155/1557454.html.
В настоящее время определение толщины живой ткани в основном осуществляется с помощью сканирующих устройств, что требует различных затрат, в том числе трудовых. При этом происходит облучение организма.
Суть способов, представленных во всех аналогах, заключается в тепловом воздействии на металлический плоский слой с целью определения его толщины.
Наиболее близок к предлагаемому решению аналог 3, принятый за прототип. Этот способ служит для определения толщины плоских слоев, преимущественно металлических, с использованием их теплофизических свойств и содержит три приема. Первый прием - воздействие на слой импульсным тепловым потоком. Второй прием - фиксация параметров с использованием процедур: регистрации изменения температуры на одной из поверхностей, при этом регистрацию температуры ведут или во время действия теплового импульса, или после его окончания; определения скорости нагрева поверхности слоя или скорости охлаждения. Третий прием - определение толщины слоя по участку стабильности вспомогательной функции с расчетом по формуле.
Известное решение-прототип обладает недостатком - не отражает особенностей работы на живых тканях, в частности, с новообразованиями типа гемангиом.
Задача изобретения состоит в определении толщины поверхностной опухоли типа гемангиомы неразрушающим способом.
Для решения поставленной задачи предложен следующий способ. Предложенный способ определения толщины плоского слоя, заключающийся в том, что осуществляют одностороннее импульсное воздействие на слой тепловым потоком, постоянным во времени действия импульса и равномерно распределенным по поверхности слоя, регистрируют изменение температуры на поверхности слоя и определяют его толщину с учетом поглощаемого теплового потока и теплоемкости материала слоя, отличающийся тем, что в качестве плоского слоя используют слой живой ткани типа гемангиома, перед односторонним импульсным воздействием на гемангиому тепловым потоком, на нее накладывают копировальный материал, на нем фиксируют контур гемангиомы и из него изготавливают ее копию, находят центр масс копии, определяют направление и расстояние от центра до самой удаленной точки контура, закрепляют датчик температуры над гемангиомой, одностороннее импульсное воздействие на гемангиому тепловым потоком осуществляют путем создания отрицательного теплового потока за счет набора пластин льда, которые последовательно накладывают на гемангиому, после полного таяния каждой пластины убирают влагу, регистрацию изменения температуры на поверхности гемангиомы осуществляют пошагово вдоль выбранного направления, искомую толщину рассчитывают по формуле:
где табличные значения: - плотности льда, ; - удельной теплоты плавления льда, ; - плотности гемангиомы, ; - теплоемкости гемангиомы, ;
и экспериментальные значения: hопт - оптимальной толщины льда; ΔТопт - оптимального значения разности температур гемангиомы до и после ее охлаждения, которые выбирают по продукционному правилу:
оптимальные значения hопт и ΔТопт равны шаговым (hi, ΔTi), если шаговая координата (Ri) точки на кривой Ti=ƒ(Ri), где производная совпадает с границей (Rгр) гемангиомы,
где Ri - расстояние от центра масс до текущей точки, м;
Rгр - расстояние от центра масс до границы контура, м;
hi - i-я толщина пластины льда, м;
ΔTi - i-я разность температур до и после охлаждения, °С;
при этом в качестве материала для копии используют эластичный для плотного прилегания и прозрачный для маркировки контура гемангиомы, датчик температуры перемещают в режиме с шагом не менее 5, достаточным для проведения статистического анализа, контур пластин льда повторяет контур гемангиомы, их толщины выбирают из диапазона, соответствующего диапазону значений толщины гемангиомы, количество пластин льда - 5÷9.
Способ определения толщины плоского слоя применяется для живой ткани типа гемангиома, отличающейся температурным градиентом от смежных тканей. На такой температурно-обособленный участок накладывается прозрачный и эластичный материал, при котором будут видны контуры гемангиомы. Производится маркировка по этому контуру, после чего, по данной маркировке, вырезается очертание для копии-заготовки. Сама копия изготавливается из более плотного материала, способного сохранять свою форму при наложении ее на гемангиому. На копии находят центр масс, из которого определяют направление и расстояние до самой удаленной точки контура. После чего закрепляют датчик температуры над гемангиомой и проводят регистрацию температуры до теплового воздействия на живую ткань. При этом регистрацию температуры на поверхности гемангиомы осуществляют пошагово вдоль выбранного направления.
Одностороннее импульсное воздействие на гемангиому тепловым потоком осуществляют путем создания отрицательного теплового потока за счет набора пластин льда разной толщины, контур соприкосновения которых с гемангиомой повторяет контур копии. Толщины пластин льда выбирают из диапазона, соответствующего диапазону значений толщины гемангиомы, количество пластин льда - 5÷9. После полного таяния каждой пластины убирают влагу и сразу проводят пошаговую регистрацию изменения температуры на поверхности гемангиомы вдоль выбранного направления. Необходимо провести не менее 5 регистраций температур, чтобы получить данные для статистического анализа и построения графика.
На фигуре 1 приведены графические зависимости. Обозначения: Т - температура; R - расстояние; hi - толщина льда, Rгр - расстояние от центра масс гемангиомы до наиболее удаленной точки контура.
Техническим результатом от использования предложенного решения является объективная идентификация толщины поверхностного слоя с точностью до 5-10% на живых тканях типа гемангиома. При этом после теплового воздействия и снятия откликов восстанавливается исходная температура измеряемого участка, а также сохраняются теплофизические (теплоемкость), геометрические (объем, площадь, контур и выступ гемангиомы) и другие (шероховатость, цвет: значение пигментов меланин и эритема) параметры. Кроме того, не изменяется скорость кровотока до воздействия тепловым потоком и после восстановления температуры гемангиомы, что подтверждено данными УЗИ.
Таким образом, предложенный способ определения толщины плоского слоя с помощью теплового воздействия на поверхностные живые ткани типа гемангиомы позволяет применять его в диагностике таких новообразований. При этом исключается облучение организма и связанные с ним трудовые затраты.
Claims (11)
- Способ определения толщины плоского слоя, заключающийся в том, что осуществляют одностороннее импульсное воздействие на слой тепловым потоком, постоянным во времени действия импульса и равномерно распределенным по поверхности слоя, регистрируют изменение температуры на поверхности слоя и определяют его толщину с учетом поглощаемого теплового потока и теплоемкости материала слоя, отличающийся тем, что в качестве плоского слоя используют слой живой ткани типа гемангиома, перед односторонним импульсным воздействием на гемангиому тепловым потоком на нее накладывают копировальный материал, на нем фиксируют контур гемангиомы и из него изготавливают ее копию, находят центр масс копии, определяют направление и расстояние от центра до самой удаленной точки контура, закрепляют датчик температуры над гемангиомой, одностороннее импульсное воздействие на гемангиому тепловым потоком осуществляют путем создания отрицательного теплового потока за счет набора пластин льда, которые последовательно накладывают на гемангиому, после полного таяния каждой пластины убирают влагу, регистрацию изменения температуры на поверхности гемангиомы осуществляют пошагово вдоль выбранного направления, искомую толщину рассчитывают по формуле:
- и экспериментальные значения: hопт - оптимальной толщины льда; ΔТопт - оптимального значения разности температур гемангиомы до и после ее охлаждения, которые выбирают по продукционному правилу:
- где Ri - расстояние от центра масс до текущей точки, м;
- Rгр - расстояние от центра масс до границы контура, м;
- hi - i-я толщина пластины льда, м;
- ΔТi - i-я разность температур до и после охлаждения, °С;
- при этом в качестве материала для копии используют эластичный для плотного прилегания и прозрачный для маркировки контура гемангиомы, датчик температуры перемещают в режиме с шагом не менее 5, контур пластин льда повторяет контур гемангиомы, их толщины выбирают из диапазона, соответствующего диапазону значений толщины гемангиомы, количество пластин льда - 5÷9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108260A RU2620986C1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Способ определения толщины плоского слоя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108260A RU2620986C1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Способ определения толщины плоского слоя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620986C1 true RU2620986C1 (ru) | 2017-05-30 |
Family
ID=59032421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016108260A RU2620986C1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Способ определения толщины плоского слоя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620986C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114754717A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-07-15 | 天津大学 | 一种基于热学原理测量冰层厚度的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1557454A1 (ru) * | 1987-12-21 | 1990-04-15 | Белорусский Политехнический Институт | Способ определени толщины плоского сло |
SU1663428A1 (ru) * | 1988-05-03 | 1991-07-15 | Тамбовский институт химического машиностроения | Способ неразрушающего контрол толщины пленочного покрыти издели |
RU2023237C1 (ru) * | 1990-12-17 | 1994-11-15 | Корнеев Владимир Дмитриевич | Способ определения толщины слоя материала |
WO2001025680A1 (fr) * | 1999-10-01 | 2001-04-12 | Metravib R.D.S. | Procede et dispositif pour la detection d'un depot dans un conduit |
US7204639B1 (en) * | 2003-09-26 | 2007-04-17 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for thin metal film thickness measurement |
-
2016
- 2016-03-09 RU RU2016108260A patent/RU2620986C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1557454A1 (ru) * | 1987-12-21 | 1990-04-15 | Белорусский Политехнический Институт | Способ определени толщины плоского сло |
SU1663428A1 (ru) * | 1988-05-03 | 1991-07-15 | Тамбовский институт химического машиностроения | Способ неразрушающего контрол толщины пленочного покрыти издели |
RU2023237C1 (ru) * | 1990-12-17 | 1994-11-15 | Корнеев Владимир Дмитриевич | Способ определения толщины слоя материала |
WO2001025680A1 (fr) * | 1999-10-01 | 2001-04-12 | Metravib R.D.S. | Procede et dispositif pour la detection d'un depot dans un conduit |
US7204639B1 (en) * | 2003-09-26 | 2007-04-17 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for thin metal film thickness measurement |
US20090310643A1 (en) * | 2003-09-26 | 2009-12-17 | Lam Research Corporation | Methods and Apparatus for Thin Metal Film Thickness Measurement |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114754717A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-07-15 | 天津大学 | 一种基于热学原理测量冰层厚度的方法 |
CN114754717B (zh) * | 2022-03-21 | 2023-02-24 | 天津大学 | 一种基于热学原理测量冰层厚度的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Righetti et al. | Elastographic characterization of HIFU-induced lesions in canine livers | |
Eranki et al. | Tissue-mimicking thermochromic phantom for characterization of HIFU devices and applications | |
Suomi et al. | The effect of temperature dependent tissue parameters on acoustic radiation force induced displacements | |
Arthur et al. | Temperature dependence of ultrasonic backscattered energy in motion compensated images | |
US20220233890A1 (en) | Systems and methods for reducing thermal skull-induced aberrations during transcranial ultrasound therapeutic procedures | |
JP2016502434A5 (ru) | ||
Palmeri et al. | Dependence of shear wave spectral content on acoustic radiation force excitation duration and spatial beamwidth | |
RU2620986C1 (ru) | Способ определения толщины плоского слоя | |
Divkovic et al. | Thermal properties and changes of acoustic parameters in an egg white phantom during heating and coagulation by high intensity focused ultrasound | |
Ambrogio et al. | A polyvinyl alcohol-based thermochromic material for ultrasound therapy phantoms | |
Iwasaki et al. | Effects of cavitation-enhanced heating in high-intensity focused ultrasound treatment on shear wave imaging | |
JP2017506102A (ja) | ヒートシンクパラメータ決定装置 | |
Obara et al. | Comparison between thermal strain and acoustic radiation force imaging methods for estimation of heat source distribution of high-intensity focused ultrasound | |
Maraghechi et al. | Feasibility of detecting change in backscattered energy of acoustic harmonics in locally heated tissues | |
Kujawska et al. | Annular phased array transducer for preclinical testing of anti-cancer drug efficacy on small animals | |
Hsiao et al. | Characterization of lesion formation and bubble activities during high-intensity focused ultrasound ablation using temperature-derived parameters | |
Shi et al. | Monte Carlo modeling of human tooth optical coherence tomography imaging | |
Ponomarchuk et al. | Mechanical damage thresholds for hematomas near gas-containing bodies in pulsed HIFU fields | |
Hollender et al. | Scanned 3-D intracardiac ARFI and SWEI for imaging radio-frequency ablation lesions | |
JP4097079B2 (ja) | 欠陥検査方法およびその装置 | |
Rangraz et al. | Real-time monitoring of high-intensity focused ultrasound thermal therapy using the manifold learning method | |
Łukasz et al. | Selection of exposure parameters for a HIFU ablation system using an array of thermocouples and numerical simulations | |
Vella et al. | Ultrasound-induced heating in a foetal skull bone phantom and its dependence on beam width and perfusion | |
KR102212622B1 (ko) | 피부 재생 측정 방법 | |
RU2287807C1 (ru) | Способ определения теплофизических свойств многослойных строительных конструкций и изделий |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180310 |