SU1159556A1 - Способ оценки состо ни трубчатых костей - Google Patents
Способ оценки состо ни трубчатых костей Download PDFInfo
- Publication number
- SU1159556A1 SU1159556A1 SU833611370A SU3611370A SU1159556A1 SU 1159556 A1 SU1159556 A1 SU 1159556A1 SU 833611370 A SU833611370 A SU 833611370A SU 3611370 A SU3611370 A SU 3611370A SU 1159556 A1 SU1159556 A1 SU 1159556A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- bone
- speed
- ultrasound
- state
- level
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
СПОСОБ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ путем регистрации скорости распространени ультразвука, отличающийс тем, что, с целью обеспечени количественной характеристики адаптационных способностей кости к механической нагрузке, скорость измер ют в каждой зоне и по величине разности максимальной и минимальной скоростей оценивают состо ние кости. СП со ел СП О5
Description
Изобретение относитс к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и кабаетс способа диагностики состо ни костной ткани.
Целью изобретени вл етс обеспечение количественной характеристики адаптационных способностей кости к механической нагрузке.
Предлагаемый способ основан на. применении спаренных ультразвуковых преобраователей 1, соединенных при помощи дисанцеров 2 из изол ционного материала. Преобразователи 1 состо т (фиг. 1) из собтвенно пьезоэлектрических преобразоватеей 1 (пьезоэлемент - сегментова соль), набженных экспоненциальными концентраора .ми, сведенными своими концами при помоц и элементов креплени таким образом , что они образуют малый раствор и.и базу 1| пор дка 10 мм.
Концентраторы выполн ютс из высокоуглеродистой легированной стали таким образом , что площадь их поперечного сечени мен етс по экспоненциальному закону. Они обеспечивают практически точечный конакт с объектом и позвол ют работать на малой базе 1 при изучении костных объектов сложной топографии.
Ультразвуковой преобразователь 1-передатчик подключают к выходу генератора ультразвуковых колебаний, а преобразователь I-приемник к входу регистрирующего устройства в качестве которого используют, например, стандартный ультразвуковой прибор ДУК-20, на электронно-лучевой трубке которого отсчитывают врем прохождени между остри ми концентраторов ультразвукового импульса, опира сь на стандартный сигнал и принима в расчет временную задержку , причем последнюю определ ют при нулевой базе I, то есть при непосредственном контакте пары концентраторов.
Экспериментально установлено, что при использовании спаренных на малой базе I экспоненциальных концентраторов в костной ткани возбуждаютс в основном изглбные волны, скорость распространени которых определ ютс по формуле
Сйзг (КМ.С-1),
где 1 - база изменени , раствор концентраторов ,, мм;
t - врем прохождени сигнала; At - временна задержка конкретной пары концентраторов, мне.
Шкала электронно-лучевой трубки может быть оттарирована дл непосредственного измерени скорости.
Преимуществом применени экспоненциальных концентраторов перед обычными датчиками изгибных волн вл етс хороший контакт с поверхностью материала без применени контактной смазки, более высока точность измерени при наличии даже сильно шероховатой поверхности и возможность точного отсчета базы измерени . Эти
достоинства обусловлены наличием у концентраторов практически точечных конактов с исследуемым материалом.
Экспериментально было установллено, с что практически удовлетворительна повтор емость результатов и независимость их от наличи кожного покрова на переднемедиальной поверхности обеспечиваетс при контактном давлении спаренных преобразователей не менее 2 МПа, однако щад щее 0 клиническое исследование возможно при давлении, равном 2 МПа.
Указанное контактное давление обеспечиваетс при помощи элементов креплени ультразвуковых преобразователей Г, представл ющих собой дистанцер 2 со шпильками и перемещающуюс по щпилькам подпружиненную траверсу 3 с микропереключателем , св занным через контактор с целью питани преобразовател 1-источника. Пружины на щпильках обеспечивают определенную величину давлени , причем спаренные преобразователи перемещаютс вручную на траверсу 3.
С целью точной ориентации в топографических соотношени х измер емых точек, больщеберцовые кости маркировались по 5 тридцати по сам по длине и по зонам (7 основных - обозначены римскими цифрами , или 22 детальных - обозначены арабскими цифрами (фиг. 2).
Пример 1. Обследуемый 3. П. с массой 0 тела 680 Н (фиг. 3).
Исходные характеристики скорости ультразвука по длине большеберцовой кости (фиг. 1).
1. Средн скорость ультразвука 1,41± ±0,21 км/с.
5 2. Максимальна скорость 1,76±0,2 км/с на уровне по са № 4.
3.Минимальна скорость- 1,14±0,1 км/с на уровне по са № 8.
4.Градиент изменени скорости в среднедистальном отделе диафиза 0,06 км/с
0 на 1 см длины (на уровне по сов 4-6).
5.Градиент изменени скорости ультразвука на уровне по сов от 6 до 8 - 0,01 км/с на 1 см (крива .1).
Заключение. В исходном состо нии можно предполагать, что приспособленность боль5 шеберцовой кости к механическим нагрузкам понижена, так как в дистальной трети диафиза градиент скорости ультразвука низкий. Тот же обследуемый был в течение трех недель выдержан в услови х имитации невесомости . Измерени скорости ультразвука
потвердили первоначальное заключение, так как произошло значительное уменьшение градиента скорости ультразвука по всей длине кости (крива 2), а также снижение средней скорости ультразвука.
Средн скорость ультразвука - 1,38±
±0,08 км/с.
2. Средн скорость ультразвука на1 уровне по са № 4 -1,42±0,01 км-fc. (снижение на 0,34 км/с).
3.Минимальна скорость 1,21 ±0,01 км/с (на уровне по са № 9).
4.Градиент изменени скорости 0,01 км/с на 1 см длина кости.
Заключение: В услови х имитации невесомости произошло резкое выравнивание скорости ультразвука, что подтвердило первоначальный диагноз низкой приспособленности большеберцовой кости к изменению механической нагрузки. На основании заключени обследуемый был выведен из опыта.
Пример 2. Обследуемый X, масса тела 710 Н, (фиг. 4)
Исходные характеристики скорости ультразвука по длине боьшеберцовой .кости (фиг. I).
1.Средн скорость ультразвука 1,21 + ±0,1 км/с
2.Максимальна скорость 1,31±0,1 км/с на уровне по са № 4.
3.Минимальна скорость 1.08±0,1 км/с на уровне пб са № 7:
4.Градиент изменени скорости ультразвука в среднедлительном отделе кости 0,005 км/с на 1 см длины (крива 1).
Заключение: В исходном состо нии кость слабо приспособлена к механическим нагрузкам , о чем свидетельствует относительно низка скорость ультразвука и очень низкий градиент скорости, т. е. прочность кости понижена и отсутствует главный признак приспособленности кости к нагрузкам - акустическа и биомеханическа неоднородность прочностных параметров
В течение трех недель проведен курс специальных видов усиленной физической тренировки, в результате чего произошли значительные изменени (крива 2).
1.Средн скорость ультразвука 1,33± ±0,14 км/с.
2.Максимальна скорость ультразвука на уровне по са № 5 повысилась на 0,38 км/с и достигла 1,5±0,2 км/с.
3.Минимальна скорость на уровне по са № 8-1,08±ОД км/с.
4.Градиент изменени скорости ультразвука повысилс до 0,04 км/с, на 1 см, т. е., .в восемь раз.
Заключение: Специальные виды тренировки позволили в значительной степени повысить скорость ультразвука и улучшить приспособл емость кости к механическим нагрузкам . Дальнейшее проведение экспери . мента показало, что разработанное приспособление осталось стойким (через 4 мес.). Пример 3. Обследуемый В., масса. 670 Н (фиг. 4).,
Исходное состо ние: (фиг. 1).
. Средн -скорость ультразвука 1,50± ±0,15 км/с.
2. Максимальна скорость 1,71±0,2 км/с (на уровне по са № 4).
Минимальна скорость 1,33±0,4 км/с на уровне по са № 8.
4. Градиент изменени скорости 0,05 км/с на 1 см длины в диста ьном отделе диафиза (крива 1).
0 Заключение: Высока средн и максимальна скорость свидетельствует о высокой прочности кости. Достаточно большой градиент скорости в дистальном отделе диафиза свидетельствует о хорошей адаптации кости к изменени м механической нагрузки. Состо ние через 3 нед. имитации невесомости (крива 2).
1.Средн скорость ультразвука 1,33± ±0,13 км/с.
2.Максимальна скорость 1,52±0,01 км/с, на уровне по са № 4.
0 3. Минимальна скорость 1,14±0,02 км/с на уровне по са № 8.
4. Градиент изменени скорости ультразвука 0,031 км/с на 1 см длины кости.
Заключение: После механической разгрузки снизилась прочность кости, на что указывает снижение средней скорости ультразвука по всей длине кости (на 0,17 кМ/с). В то же врем сохранилс достаточно высокий градиент изменени скорости ультразвука , что свидетельствует о хорошей адаптационной способности кости, к изменению механической нагрузки.
Состо ние через 3 нед. после восстановлени нормального режима нагрузки (крива 3).
1. Средн скорость ультразвука 1,47± ±0,12 км/с.
2. Максимальна скорость ультразвука 1,65±0,05 км/с на уровне 4 и 6 по сов. 3. Минимальна скорость, 1,24±0,1 км/с на уровне по са № 8.
4. Градиент изменени скорости в дисQ тальной трети диафиза 0,05 кмп/с на 1 см длины.
Заключение: Первоначальный диагноз хорошей приспособл емости кости к изменени м механической нагрузки подтвердилс - прочность кости восстановилась в 5 ЗЧ ачительной степени и уровень неоднородности достиг исходных данных.
Предложенна методика оценки состо ни трубчатых костей изложена на примере исследовани большеберцовой кости, однако, как показывают экспериментальные данные может быть с успехом использована и при определении адаптационных свойств и остальных длинных трубчатых костей.
V
III
фиг. 2
J 4 J 6 7 в 9 Ю
V J,Z 1.3 r,/f 7,5 f,ff r,7 1,8 7,9 Фиг.З
Claims (1)
- СПОСОБ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ путем регистрации скорости распространения ультразвука, отличающийся тем, что, с целью обеспечения количественной характеристики адаптационных способностей кости к механической нагрузке, скорость измеряют в каждой зоне и по величине разности максимальной и минимальной скоростей оценивают состояние кости.сл о сл СЛ о
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833611370A SU1159556A1 (ru) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | Способ оценки состо ни трубчатых костей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833611370A SU1159556A1 (ru) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | Способ оценки состо ни трубчатых костей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1159556A1 true SU1159556A1 (ru) | 1985-06-07 |
Family
ID=21070586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU833611370A SU1159556A1 (ru) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | Способ оценки состо ни трубчатых костей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1159556A1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5143072A (en) * | 1990-06-04 | 1992-09-01 | Medicano Systems Ltd. | Apparatus for determining the mechanical properties of a solid |
| US5426979A (en) * | 1990-06-04 | 1995-06-27 | Medicano Systems Ltd. | Frequency spectrum apparatus for determining mechanical properties |
| US6221019B1 (en) | 1995-10-04 | 2001-04-24 | Sunlight Ultrasound Technologies Limited | Ultrasonic device for determining bone characteristics |
| US7112173B1 (en) | 1998-03-03 | 2006-09-26 | Sunlight Medical Ltd. | Determination of acoustic velocity in bone |
-
1983
- 1983-03-17 SU SU833611370A patent/SU1159556A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Дзенис В. В. и др. Применение поверхностных волн ультразвука дл изучени свойств большеберцовых костей человека. - В кн.: Механика полимеров. Рига, «Зинатие, 1975, 4, 674-679. Seripta medica, Brno, 1980, 53 4, p. 237-2 0. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5143072A (en) * | 1990-06-04 | 1992-09-01 | Medicano Systems Ltd. | Apparatus for determining the mechanical properties of a solid |
| US5426979A (en) * | 1990-06-04 | 1995-06-27 | Medicano Systems Ltd. | Frequency spectrum apparatus for determining mechanical properties |
| US6221019B1 (en) | 1995-10-04 | 2001-04-24 | Sunlight Ultrasound Technologies Limited | Ultrasonic device for determining bone characteristics |
| US7112173B1 (en) | 1998-03-03 | 2006-09-26 | Sunlight Medical Ltd. | Determination of acoustic velocity in bone |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dobrin et al. | Vascular smooth muscle and the anisotropy of dog carotid artery | |
| Jurist | In vivo determination of the elastic response of bone. I. Method of ulnar resonant frequency determination | |
| Moilanen | Ultrasonic guided waves in bone | |
| Hokanson et al. | A phase-locked echo tracking system for recording arterial diameter changes in vivo. | |
| Reneman et al. | Age-related changes in carotid artery wall properties in men | |
| Ludwig | The velocity of sound through tissues and the acoustic impedance of tissues | |
| US5259384A (en) | Ultrasonic bone-assessment apparatus and method | |
| JPH10201763A (ja) | 生体における骨の状態を評価する装置 | |
| Steele et al. | Noninvasive determination of ulnar stiffness from mechanical response—in vivo comparison of stiffness and bone mineral content in humans | |
| Doherty et al. | Evaluation of the use of resonant frequencies to characterize physical properties of human long bones | |
| EP1123687A3 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
| EP0772998A3 (en) | Apparatus for measuring pulse-wave propagation velocity | |
| JPH09505745A (ja) | 超音波治療及び評価装置及び方法 | |
| US6328695B1 (en) | Method and an apparatus for investigating material properties of bone using ultrasound | |
| Craven et al. | Measurement of the velocity of ultrasound in human cortical bone and its potential clinical importance: an in vivo preliminary study | |
| SU1159556A1 (ru) | Способ оценки состо ни трубчатых костей | |
| Pereira et al. | Effect of intracortical bone properties on the phase velocity and cut-off frequency of low-frequency guided wave modes (20–85 kHz) | |
| Embree et al. | Pulsed Doppler accuracy assessment due to frequency-dependent attenuation and Rayleigh scattering error sources | |
| Fuiano et al. | A novel experimental set-up for Young modulus assessment through transit time measurements in biomedical applications | |
| Borders et al. | Prediction of bending strength of long bones from measurements of bending stiffness and bone mineral content | |
| Hamlet et al. | Transmission of ultrasound through the larynx as a means of determining vocal-fold activity | |
| Selle et al. | Acoustical detection of senile osteoporosis | |
| Fredfeldt | Sound velocity in the middle phalanges of the human hand | |
| Zhang et al. | Quantitative assessment of scleroderma using ultrasound surface wave elastography | |
| SU1308319A1 (ru) | Способ ультразвуковой диагностики состо ни костных тканей через м гкие |