SU1420383A1 - Method of determining velocity of ultrasound propagation in bone tissue through soft tissue - Google Patents

Method of determining velocity of ultrasound propagation in bone tissue through soft tissue Download PDF

Info

Publication number
SU1420383A1
SU1420383A1 SU874180063A SU4180063A SU1420383A1 SU 1420383 A1 SU1420383 A1 SU 1420383A1 SU 874180063 A SU874180063 A SU 874180063A SU 4180063 A SU4180063 A SU 4180063A SU 1420383 A1 SU1420383 A1 SU 1420383A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
group
ultrasound
transducers
bone tissue
speed
Prior art date
Application number
SU874180063A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Георгиевич Шмаков
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6856
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 Предприятие П/Я Р-6856 filed Critical Предприятие П/Я Р-6856
Priority to SU874180063A priority Critical patent/SU1420383A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1420383A1 publication Critical patent/SU1420383A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю ультразвуковыми методами и может быть использовано в медицине при контроле состо ни  костной ткани человека и дефектоскопии при контроле материалов и конструкций, наход щихс  в жидкой среде. Цель изобретени  - повыщение производительности определени  скорости распространени  ультразвука в костной ткани через м гкие ткани. Способ заключаетс  в излучении ультразвуковых колебаний первой группой преобразователей, расположенных на одинаковом рассто нии друг от друга на одной пр мой, в костную ткань через м гкие ткани, приеме второй группой преобразователей , расположенных на одинаковом рассто нии друг от друга на той же пр мой, ультразвуковых сигналов, прощедщих через костную ткань и м гкие ткани, определение усредненной по всем последовательным парам преобразователей второй группы разности времен прихода ультразвуковых сигналов , затем в излучении второй группой преобразователей и приеме первой группой и определении усредненной по всем последовательным парам преобразователей первой группы разности времен прихода ультразвуковых сигналов и определении скорости распространени  ультразвука в костной ткани по формуле, приведенной в описании. 1 ил. iThe invention relates to non-destructive testing by ultrasound methods and can be used in medicine for monitoring the state of human bone tissue and for testing in flaw detection of materials and structures in a liquid medium. The purpose of the invention is to increase the productivity of determining the speed of ultrasound propagation in bone tissue through soft tissues. The method consists in emission of ultrasonic vibrations by the first group of transducers located at the same distance from each other on one straight line, into the bone tissue through soft tissues, received by the second group of transducers located at the same distance from each other on the same straight line, ultrasound signals, which pass through bone tissue and soft tissues, determine the difference between the arrival times of ultrasound signals averaged over all successive pairs of transducers of the second group, Torah group of transducers and receiving the first group, and determining the average of all consecutive pairs of the transducers of the first group of the difference of arrival times of the ultrasonic signals, and determining the velocity of ultrasound propagation in the bone by the formula given in the description. 1 il. i

Description

toto

о ооLtd

СХ)CX)

соwith

ИзоПретс Иие относитс  к неразруи аюш.е- му контролю ультразвуковыми методами и может быть использовано в медицине при контроле состо ни  костной ткани человека путем измерени  скорости распространени  ультразвуковых колебаний в костной ткани через м гкие ткапи, а также в дефектоскопии при контроле материалов и конструкций, наход щихс  в жидкой среде.ISOPRESIS refers to the non-disruption of its control by ultrasonic methods and can be used in medicine for monitoring the state of human bone tissue by measuring the speed of propagation of ultrasonic oscillations in bone tissue through soft tissue and for flaw detection during control of materials and structures in liquid medium.

Цель изобретени  расширение функциональных возможностей и повышение производи гельности изме)ений скорости рас нр()стране}{и  ультразвука в костной ткани через м гкие ткани.The purpose of the invention is to enhance the functionality and increase the productivity of changes in the speed of races of the country ()} and ultrasound in the bone tissue through soft tissues.

На чертеже приведена структурна  схема устройства дл  реализации предлагаемого способа.The drawing shows a block diagram of a device for implementing the proposed method.

Устройсгв) содержит многоэлементный 11)еобразовагс. 1ь 1, установленный на иссле- дуемы(1 () 2, последовательно соединенные блок 3 унравлении, блок 4 генераторов возбуждени  и передающий мультиплексор 5, последовательно соединенные нриемный мультип.чексор 6, блок 7 формировани  временных ннтервалов, цифровой измеритель 8 временных и 1тервалов. запоминающий блок 9. апи|1)метико-Л(:The device contains multielement 11) emerase. 1, 1, mounted on the study (1 () 2, serially connected unit 3, unit 4 of the excitation generators and transmitting multiplexer 5, serially connected to the multiplex multiplexer 6, unit 7 of forming time intervals, digital meter 8 time and 1 intervals. storage unit 9. api | 1) methico-L (:

00

вой индикатор 11. Выходы передающего мультиплексора 5 и входы приемного мультиплексора 6 соединены с двум  группами из N преобразовательны.х элементов .многоэлементного преобразовател  1. Дополнительные выходы блока 3 управлени  соединены с входами запоминающего блока 9, передающего мультиплексора 5 и приемного мультиплексора 6.Indicator 11. The outputs of the transmitting multiplexer 5 and the inputs of the receiving multiplexer 6 are connected to two groups of N conversion elements of the multi-element converter 1. The additional outputs of the control unit 3 are connected to the inputs of the storage unit 9, the transmitting multiplexer 5 and the receiving multiplexer 6.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Преобразовательные элементы многоэле ментного преобразовател  расположены на одной пр мой. Кажда  группа содержит N преобразователей, расположенных на оди- 5 паковом рассто нии d друг от друга, и при каждом измерепии на исследуе.мом объекте используетс  как излучатель при прозву- чивании в одном направлении и как приемник при прозвучивании в обратном направ- ;1ении. При этом на приемнике фиксируетс  ус|х 1ненна  по всем последовательным парам прес)браз(;вателей разность , дл  первой rpyiHibi и дл  второй группы прие.м- ных преобразователей.The converter elements of the multielement converter are located on the same straight line. Each group contains N transducers located at one pack distance d from each other, and at each measurement on the test object is used as an emitter when sounding in one direction and as a receiver when sounding in the opposite direction. In this case, the receiver is fixed at the receiver | x 1nn over all successive pairs of presses) braz (; difference, for the first rpyiHibi and for the second group of long-transducers.

Скорость у.чьтразвука определ ют iio фор0Speed of ultrasound is determined by iio for0

не скорость распространени  ультразвука в костной ткани; VT-скорость распространени  ультразвука н м гких ткан х.not the speed of ultrasound propagation in the bone tissue; VT is the propagation speed of ultrasound on soft tissues.

РЗлок 3 управлени  вырабатывает носле- довагельность пр моугольных импульсов напр жении, сдвинутых по времени друг относительно друга на одинаковый интервал . Задержки .между импульсами выбраны такими, чтобы обеспечить распространение фронта возбуждаемой в исследуемом объек- T( 2 ультразвуковой волны под углом, близ КИМ к оптимальному уг лу ввода ультразвука в исследуемый объект 2. Поступающа  с б.тока 3 управлени  последовательность и.м- пульсон запускает с соответствующи.ми задержками г еиераторы возбуждени , распо- ложепные в блоке 4 генераторов возбуждте- ни . Пмпульсы напр жени  с выхода блока 4 генераторов возбуждени  поступают на вход передаюп1,его мультиплексора Ь. Одновременно на передающий мультиплексор 5 поступает сигпал Y, действующий на прот - жепии всего времени первого измерени . По сигналу Y к передаюп1ему мультиплексору 5 подключаетс  перва  группа преобразовательных элементов многоэле.ментного преобразовател  1, котора  возбуждаетс  импульса.ми напр жени  от блока 4 генераторов возбуждени . Многоэлементный преобControl unit 3 generates the boreiness of rectangular voltage pulses shifted in time relative to each other by the same interval. The delays between the pulses are chosen so as to ensure the propagation of the front of the object being excited in the object under study (T) (2 ultrasonic waves at an angle, close to the IMM to the optimum angle of ultrasound injection into the object under study 2. Control sequence and pulses starts with the appropriate delays the excitation generators located in the block 4 of the excitation generators. The voltage pulses from the output of the block 4 of the excitation generators arrive at the input of the transducer 1, its multiplexer B. The multiplexer 5 receives sigpal Y, which acts throughout the entire time of the first measurement.At the signal Y, the first group of converter elements of the multi-element converter 1 is connected to the transmitted multiplexer 5, which excites voltage from the excitation generator unit 4.

5 О 5 5 o 5

5five

00

разователь 1 генерирует у-тьтразвуковые колебани , которые распростран ютс  в исследуемом объекте 2 и принимаютс  второй группой преобразовательны.х элементов мно гоэлемептного преобразовател  1. Многоэле ментный преобразователь 1 преобразует ультразвуковые колебани  в электрические сигналы, которые поступают на приемный мультиплексор 6. Наличие на управл ющем входе приемного мультиплексора 6 сигнала Y обеспечивает прохождение электрических сигналов от первого и последнего преобразовательных элементов второй группы преобразовательных элементов на вход блока 7 формировани  временных интервалов. Последний формирует из прищедщих на него двух электрических сигналов два пр моугольных импульса, рассто ние по времени между которыми соответствует разности времен прихода электрических сигналов, С выхода блока 7 формировани  временных интервалов измер емый интервал времени поступает па измеритель 8 временных интервалов, который определ ет цифровое значение временного интервала t между временем прихода сигнала от первого и N-ro преобразовательных элементов второй группы преобразовательных элементов многоэлементного преобразовател  1. Цифровое значение с записываетс  в запоминающий блок 9 и хранитс  Fi п ,-м ,u) конца цикла работы устройства , iaievi блок 3 х иравлени  снова вырабатывает г1()1.-лелп .ателы1ость пр моуголь- niji.x UMiiy.ibcoB напр жени , сдвинутых по времени, которые запускают генераторы возбуждени , расположенные в блоке 4 генераторов возбуждени . Импульсы возбуждени  с блока 4 генераторов возбуждени  через передаюпшй мультиплексор 5 поступают на многоа. 1ементный преобразователь 1. При этом сигна;| Y не вырабатываетс  и к блоку 4 генераторов возбуждени  подключаетс  втора  группа преобразовательных зле- .ментов многоэлементного преобразовател  1. Многоэлементный преобразователь 1 генерирует ультразвуковые колебани , которые распростран ютс  в исследуемом объекте 2 и принимаютс  первой группой преобразовательных элементов многоэлементного преобразовател  1. Многоэлементный преобразователь 1 преобразует ультразвуковые колебани  в электрические сигналы, которые поступают на приемный мультин:1ексор 6. При этом на унравл югце.м входе приемн(  о му.чь- типлексора 6 сигнал Y от блока 3 управлени  отсутствует, что обеспечивает прохождение электрических сигна.:1ов от первого и и последнего треобразовательных элементов на вход блока 7 формировани  временных интервалов. Блок 7 формировани  временных интервалов формирует из пришедших па него двух электрических сигналов измер емый временной интервал, который из.мер - етс  из.мерителем 8 временных интервалов. Цифровой измеритель 8 временных интервалов определ ет цифровое значение вре- .менного интервала с .между временем прихода сигнала от первого и N-ro преобразовательных элементов первой группы преобразовательных элементов мппгоэлемептного преобразовател  1. Цифровое значение записываетс  в заноминаюпшй блок 9 и .хранитс  в нем до конца цикла работы устройства . В запоминающем блоке 9 предварительно записаны скорость распространени  ультразвука в ткан х человека (VV 1540 м/с), число N преобразовательных элементов в каждой rpyinie и рассто ние d между соседними преобразовател ми в группе . По сигналу с блока 3 управлени  эти значени , а также измеренные временные интервалы „ и Т считываютс  в арифметико-логический блок 10, который рассчиthe expander 1 generates ultrasonic vibrations that propagate in the object under study 2 and are received by the second group of transducer elements of the multi-element transducer 1. The multi-element transducer 1 converts the ultrasonic vibrations into electrical signals that go to the receiving multiplexer 6. The presence of the control the input of the receiving multiplexer 6 signal Y ensures the passage of electrical signals from the first and last converting elements of the second group of transducer nyh elements 7 forming the input block of time slots. The latter generates two rectangular pulses from the two electrical signals that are listening to it, the time distance between which corresponds to the difference in arrival times of the electrical signals. From the output of the time interval shaping unit 7, the measured time interval enters the measuring instrument of 8 time intervals, which determines the digital value time interval t between the time of arrival of the signal from the first and N-ro converting elements of the second group of converting elements of the multi-element transform 1. The digital value is recorded in the storage unit 9 and is stored with Fi n, -m, u) the end of the operation cycle of the device, iaievi the 3-engraving unit again generates r1 () 1.-lep ters of the right angle niji.x UMiiy. The voltage-shifted ibcoBs that trigger the excitation generators located in block 4 of the excitation generators. The excitation pulses from block 4 of the excitation generators through the transmit multiplexer 5 are sent to many. 1st converter 1. With this signal; | Y is not generated and the second group of transducer glands of the multi-element transducer 1 is connected to block 4 of the excitation generators. Multi-element transducer 1 generates ultrasonic vibrations that propagate in the object under study 2 and are received by the first group of transducer elements of the multi-element transducer 1. Multi-element transducer 1 converts ultrasonic fluctuations in the electrical signals that are fed to the receiving multin: 1exor 6. At the same time, on the control signal during the reception (about the multiplexer 6, the Y signal from the control unit 3 is absent, which ensures the passage of electrical signals: 1s from the first and the last transformative elements to the input of the time interval formation unit 7. The time interval formation unit 7 forms It has two electrical signals, a measurable time interval, which is measured from an 8 time interval meter. A digital 8 time interval meter determines a digital value of a time interval with. the arrival of the signal from the first and N-ro converting elements of the first group of converting elements of the electronic-electronic converter 1. The digital value is recorded in the zeromized block 9 and stored in it until the end of the device operation cycle. In storage unit 9, the velocity of ultrasound propagation in human tissues (VV 1540 m / s), the number N of transducer elements in each rpyinie, and the distance d between adjacent transducers in the group are prerecorded. According to the signal from the control unit 3, these values, as well as the measured time intervals "and T, are read into the arithmetic logic unit 10, which is calculated

с q ;2 T-,4j Чwith q; 2 T-, 4j ×

Гг ,4- 1Г (1 ) -уЬ - (-т-)п -(-T-)J Гг, 4-1Г (1) -уЬ - (-т-) п - (- T-) J

где скорость распространени  ультразвука в костной ткани;where the rate of ultrasound propagation in the bone tissue;

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

тывает усредненную по всем пос,ледовате. 1ь- ным парам преобразователей первой группы разность f, времен прихода ультразвуковых сигналов по формуле t, 1), усредненную по всем последовательным парам преобразователей второй группы разность С времен прихода ультразвуковых сигналов по формуле F е / ( N- 1) и величину скорости Vx ультразвуковых колебаний в костной ткани по формуле (I). Рассчитанное значение скорости х ультразвуковых колебаний в костной ткани отображаетс  па цифровом индикаторе 11, после чего цикл работы устройства заканчиваетс . Затем огжсан- ный цикл работы устройства многократно повтор етс .melts averaged over all pic, arctic. For the first pair of transducers of the first group, the difference f, the arrival times of ultrasonic signals according to the formula t, 1), the difference C of the arrival times of the ultrasonic signals averaged over all serial pairs of transducers of the second group, F e / (N - 1) and the speed Vx of the ultrasonic oscillations in the bone tissue according to the formula (I). The calculated value of the speed x of ultrasonic vibrations in the bone tissue is displayed on the digital indicator 11, after which the operation cycle of the device ends. Then the progressive cycle of operation of the device is repeated many times.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  скорости paccipocT- ранени  ультразвука в костной ткани через м гкие ткани, заключающийс  в излучении ультразвуковых импульсных колебаний, приеме у,1ьтразвуковых колебаний, прощедщих через костную и м гкие ткани, и определении скорости распространени  ультразвука в костной ткани по времени распространени  ультразвука и по заранее установленной скорости распространени  ультразвука в м гких ткан х, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных воз.можностей и повышени  производительности измерений скорости распространени  ультразвука, излучают ультразвуковые импульсные колебани  первой группой из N преобразователей , расположенных на одинаковом рассто нии d друг от друга на одной пр мой, принимают прошедшие колебани  второй группой из N преобразовате.тей, расположенных на одинаковом рассто нии d друг от друга на той же пр мой, фиксируют усредненную по всем последовательным парам преобразователей второй группы разность t времен при.хода ультразвуковых колебаний, излучают ультразвуковые и.мпульсные колебани  второй группой из N преобразователей, принимают прошедшие колебани  первой группой из N преобразователей, фиксируют усредненную по всем последовательным парам преобразователей первой группы разность Ч, вре.мен прихода ультразвуковых колебаний, а скорость у. 1ьтразвука в костной ткани определ ют по A method for determining the speed of paccipocT-ultrasound wound in bone tissue through soft tissues, which consists in emitting ultrasonic pulsed oscillations, receiving ultrasonic vibrations transmitted through bone and soft tissues, and determining the speed of ultrasound propagation in the bone tissue by the time of ultrasound propagation and a predetermined speed of ultrasound propagation in soft tissues, characterized in that, in order to expand the functional capabilities and increase the productivity of speed measurements ultrasound propagation, emit ultrasonic pulse oscillations by the first group of N transducers located at the same distance d from each other on the same straight line, receive the transmitted oscillations by the second group of N converters. those located at the same distance d from each other on the same direct, fix the difference t of times of ultrasonic oscillations travel averaged over all serial pairs of transducers of the second group, emit ultrasonic and impulse oscillations by the second group of N transforms ovateley take oscillation past the first group of N transducers, fixed averaged over all successive pairs of transducers of the first group difference H, vre.men arrival of the ultrasonic vibration and at speed. 1 ultrasound in the bone tissue is determined by 1/ скорость распространени  ультразвука в м гких ткан х.1 / speed of ultrasound propagation in soft tissues.
SU874180063A 1987-01-12 1987-01-12 Method of determining velocity of ultrasound propagation in bone tissue through soft tissue SU1420383A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874180063A SU1420383A1 (en) 1987-01-12 1987-01-12 Method of determining velocity of ultrasound propagation in bone tissue through soft tissue

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874180063A SU1420383A1 (en) 1987-01-12 1987-01-12 Method of determining velocity of ultrasound propagation in bone tissue through soft tissue

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1420383A1 true SU1420383A1 (en) 1988-08-30

Family

ID=21279942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874180063A SU1420383A1 (en) 1987-01-12 1987-01-12 Method of determining velocity of ultrasound propagation in bone tissue through soft tissue

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1420383A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO1999045348A1 (en) * 1998-03-03 1999-09-10 Sunlight Medical, Ltd. Determination of acoustic velocity in bone
US6221019B1 (en) 1995-10-04 2001-04-24 Sunlight Ultrasound Technologies Limited Ultrasonic device for determining bone characteristics
FR2839877A1 (en) * 2002-05-27 2003-11-28 Centre Nat Rech Scient Ultrasonic probe for bone analysis uses two transmitters and array of detectors sensing propagation times through bone material
CN1766530B (en) * 2005-11-29 2011-01-12 宏扬(河北)医疗器械有限公司 Method for measuring sound velocity in bone by two-way approach method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 234609, кл. А 61 В 10/00, 1969. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO1999045348A1 (en) * 1998-03-03 1999-09-10 Sunlight Medical, Ltd. Determination of acoustic velocity in bone
FR2839877A1 (en) * 2002-05-27 2003-11-28 Centre Nat Rech Scient Ultrasonic probe for bone analysis uses two transmitters and array of detectors sensing propagation times through bone material
WO2003099132A1 (en) 2002-05-27 2003-12-04 Centre National De La Recherche Scientifique Method, probe and apparatus for non-invasive evaluation of a travel time or speed of ultrasounds along an interface, in particular a bone interface
CN1766530B (en) * 2005-11-29 2011-01-12 宏扬(河北)医疗器械有限公司 Method for measuring sound velocity in bone by two-way approach method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1420383A1 (en) Method of determining velocity of ultrasound propagation in bone tissue through soft tissue
FR2391456A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING FILLING DISTANCES OR HEIGHTS BY ACOUSTIC SOUNDING IN A GASEOUS FLUID BY MEANS OF SOUND WAVES
SU1114945A1 (en) Device for determination of concrete strength
SU588498A1 (en) Ultrasound velocity meter
SU489036A1 (en) Method for measuring the speed of ultrasonic vibrations in sheet material
JP3431756B2 (en) Detection device and detection method
SU1168843A1 (en) Method of measuring relative pulsations of ultrasound velocity in moving medium
SU847184A1 (en) Pulse meter of ultrasound speed
RU2165085C2 (en) Gear measuring flow velocity of substance
SU1008620A1 (en) Ultrasonic level indicator
SU989457A1 (en) Liquid media ultrasonic analyzer
SU699415A1 (en) Meter of ultrasound velocity in aggressive media
SU1343341A1 (en) Device for determining temperature dependence of elasticity modulus of materials
SU451031A1 (en) Ultrasonic range meter
SU945787A1 (en) Device for measuring ultrasound propagation time
SU413386A1 (en)
RU1820230C (en) Device for measuring speed of propagation of ultrasonic oscillations
SU1504520A1 (en) Method and apparatus for measuring velocity of ultrasound
SU1617303A1 (en) Apparatus for measuring speed of ultrasound
SU445837A1 (en) Ultrasonic method of measuring fluid flow
SU1619030A1 (en) Ultrasonic thickness gauge
SU573071A1 (en) Device for ultrasonic quality control of materials
SU1061040A1 (en) Device for measuring speed of sound
SU1211611A1 (en) Method of determining sound velocity
SU1116316A1 (en) Ultrasonic referenceless thickness gauge