Способ исследования вязкоупругих свойств биологических тканей и устройство для его осуществления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 д 4 А 61 В 10/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт биологической физики АН СССР72) А. П. Сарвазян и В. П. Пономарев 53) 615.471(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР1107834, кл. А 6 В 1 О/00, 1983.Боброва М. Б. Топография биомеханических свойств кожи человека. Физиологический журнал СССР, 1972,1 О, с. 1444 - 1449. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики ЯО, 1297809 заболеваний, вызывающих изменение механических свойств тканей тела. Цель изобретения - раздельная оценка вязких и упругих свойств биологической ткани. Устройство содержит корпус 1, соединенный с наконечником 2 отсасывающего элемента, выполненного в виде сильфона 3. На наконечнике 2 установлена контргайка 4. Полость корпуса 1 соединена с помощью трубопровода 5 с узлом 6 измерения и индикаци. В результате создания пониженного давления в полости корпуса 1 образуется деформация ткани. При этом в ткани возникают напряжения, имеющие сложный характер распределения. Поскольку деформации вязко- упругие, можно воспользоваться для биотканей известной реологической моделью. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.ФИзобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики заболеваний, вызывающих изменение механических свойств тканей тела.Цель изобретения - раздельная оценка вязких и упругих свойств биологической ткани.Указанная цель достигается тем, что в ограниченной области, примыкающей к поверхности биологической ткани, проводят снижение давления до величины, обеспечивающей деформацию поверхности ткани на определенную величину, измеряют непрерывно величину давления в этой области и по минимальному значению давления оценивают упругость биологической ткани, а по разности давлений, измеренного через 3 - 5 с после достижения минимального значения, оценивают вязкость биологической ткани.На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - блок-схема узла контроля давления; на фиг, 3 - график изменения давления в полости корпуса. 20Устройство содержит корпус 1, соединенный резьбовым соединением с трубчатым наконечником 2 отсасывающего элемента, выполненного в виде сильфона 3. На наконечнике 2 со стороны корпуса 1 установлена уплотняющая контргайка 4. Полость корпусасоединена с помощью трубопровода 5 с узлом 6 измерения и индикации.Узел 6 содержит (фиг. 2) датчик 7 давления, выход которого электрически соединен с входом пикового детектора 8, а также с одним из входов первого разностного усилителя 9 и третьего разн 3 стного усилителя 1 О. Выход пикового детектора 8 соединен с вторым входом первого разностного усилителя 9, а также с входом делителя 11 напряжения, выход которого соединен с одним из входов второго разностного усилителя 12. Выходы первого 9 и второго12 разностных усилителей соединены с входами умножителя 13, Другие входы разностных усилителей 1 О и 12 соединены с источниками опорного напряжения 11 и 1 А.Выходы усилителя 0 и умножителя 13 могут поочередно подключагься через ком.мутатор 14 к входу индикатора 5, в состав которого входит аналого-цифровой преЬбразователь и цифровое табло (не показаны).Элементы 8 - 14 образуют блок 16 обработки. 4Устройство работаетследующим образом.Пружинный сильфон 3 сжимается и открытой торцовой частью корпуса 1 прикладывается к биологической ткани. Затем сильфон 3 отпускается и в полости корпуса 1 создается отрицательное давление ь Р, в результате чего происходит куполообразная деформация исследуемого участка ткани тела.Деформация увеличивается до момента, когда отверстие наконечника 2, через которое из полости корпуса 1 отсасывается воздух, будет закрыто верхним участком деформи рованной ткани. При этом дальнейшее разрежение в полости корпуса 1, а следовательно, деформация ткани прекращается. Давление в полости корпуса 1 через соединительный трубопровод 5 непрерывно фиксируется индикатором 15 узла контроля давления. Деформация ткани всегда будет одной величины и определяется (фиг. 1) диаметром Ио корпуса 1 и глубиной Нв расположения отверстия наконечника 2. При этом измеряемые минимальное Р. и конечное Рк значения давления в полости характеризуют вязкоупругие свойства тканей тела, Для стабилизации величины воздушного потока Я отсасываемого из полости корпуса 1 воздуха, канал трубчатого наконечника выбирается достаточно узким.Узел 6 контроля давления работает следующим образом. Датчик 7 давления преобразует величину давления в полости корпуса 1 в электрический сигнал. В процессе деформации поверхности ткани давление в полости изменяется в соответствии с графиком (фиг. 3). До момента 1 о происходит деформирование ткани с примерно постоянной скоростью отсоса. Затем деформация поддерживается постоянной и происходит установление конечного давления Р. Минимальное значение давления Р запоминается детектором 8. На выходе первого разностного усилителя 9 формируется сигнал, пропорциональный величине 6 Р (фиг. 3). На выходе третьего разностного усилителя 10 сигнал соответствует величине АР., а на выходе второго разностного усилителя 12 - величине (в/Р; -- и). Таким образом, на выходе умножителя 13 формируется сигнал, пропорциональный К(коэффициенту вязкости), а на выходе усилителя 10 - К (коэффициенту упругости).Способ осуществляют следующим образом.Обнажают исследуемый участок поверхности тела; сжимают сильфон устройства и производят механический контакт кромки рабочего торца корпуса 1 с поверхностью исследуемого участка ткани. Отпускают сильфон, в результате чего происходит куполообразная деформация ткани в полости корпуса, измеряют минимальное значение давления в полости, а также конечное его значение (через 3 - 5 с). По измеренному минимальному значению давления оценивают упругость ткани, а по разности конечного и минимального давлений оценивают вязкость.Пусть в результате создания пониженного давленИя в полости корпуса 1 (фиг. 1) образуется деформация ткани в виде купола с высотой Н. При этом в ткани возникают напряжения, имеющие сложный характер распределения. Поскольку деформации вязкоупругие, можно воспользоваться для биотканей известной реологической моделью.Е:сли известно время отсоса (ь можно получить выражение для величины характеризующей вязкость исследуемой среды при различной скорости деформации;В полученном выражении величина Ио является постоянной для заданных условий деформаци.Можно ввести следующие показатели упругости и вязкости исследуемой среды: Исходя из уравнения состояния газов,можно записать: РоЧо= Рм (Ъ О+ Я 10 - Ъ ), (4) где Ро - начальное давление в полости;Ъо - объем полости;Р. - минимальное давление в полостипосле отсоса;Ч - объем, занимаемый в полости деормированной тканью для Н=НО объем сферического сегмента высотой Но и диаметром основания Ро);(о - время отсоса.После преобразований выражения (4) можно получить: Выражение (5) можно записать в упроенном виде: п - постоянные коэффициенты равны Следовательно, с учетом сжимаемост воздуха, заполняющего полость, можно вы ражение (3) записать в виде К= дР ( - пз - и). (6)мТаким образом, для определения величины К 11 необходимо измерить разность между конечным и минимальным давлениями в полости (ДР), а также минимальное давление (Ри).Реализация выражения (6) осуществляется схемой узла 6 контроля давления. При этом опорные напряжения Б и подаваемые на входы усилителей 10 и 12, соответствуют коэффициентам Ро и п. Коэффициент деления делителя 11 устанавливается в соответствии с величиной.т. 10 15 20 25 30 35 Использование изобретения позволяет раздельно контролировать вязкие и упругие свойства биологических тканей. 1. Способ исследования вязкоупругих свойств биологических тканей путем воздействия пониженным давлением, отличающийся тем, что, с целью раздельной оценки вязких и упругих свойств биологической ткани, проводят снижение давления в ограниченной области, примыкающей к поверхности биологической ткани, до величины, обеспечивающей деформацию поверхности ткани на определенную величину, измеряют непрерывно величину давления в этой области и по минимальному значению давления оценивают упругость биологической ткани, а по разности давлений, измеренного через 3 - 5 с после достижения минимального значения оценивают вязкость биологической ткани.2. Устройство для исследования вязко- упругих свойств биологических тканей, содержащее колоколообразный корпус, соединенный трубопроводами с источником пониженного давления и с датчиком давления, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью раздельной оценки вязких и упругих свойств биологической ткани, между датчиком давления и индикатором установлен блок обработки, включающий в себя последовательно соединенные пиковый детектор, первый разностный усилителЬ и умножитель, выход которого через коммутатор соединен с входом индикатора, последовательно соединенные делитель напряжения, второй разностный усилитель и третий разностный усилитель, причем вход пикового детектора, первый вход третьего разностного усилителя и второй вход первого разностного усилителя соединены параллельно с выходом датчика давления, выход третьего разностного усилителя соединен с вторым входом коммутатора, вход делителя напряжения соединен с выходом пикового детектора, выход второго разностного усилителя соединен с вторым входом умножителя, а вторые входы второго и третьего разностных усилителей соединены с источниками опорного напряжения.3. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что источник пониженного давления выполнен в виде пружинящего сильфона, а трубопровод, соединяющий пневматически полость корпуса с источником пониженного давления, соединяется с корпусом с помощью уплотняемого резьбового соединения..ос Те Ти твенного коми 5, Москва, Ж 1 ол и гра фи чес к Редактор Н. ТупицЗаказ 728/4ВНИИПИ Госуда3Производственно тавитеаь Ф. Рхред И. Вересраж 596тета СССР поВо, Ра ушеке предприятие ожанскииКорректор М. ШарошиГодписноеелам изобретений и открытийая наб., д. 4/5г. Ужгород, ул. Проектная, 4
СмотретьЗаявка
3935695, 19.07.1985
ИНСТИТУТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ АН СССР
САРВАЗЯН АРМЕН ПАРУЙРОВИЧ, ПОНОМАРЕВ ВИКТОР ПЕТРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: A61B 10/00
Метки: биологических, вязкоупругих, исследования, свойств, тканей
Опубликовано: 23.03.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1297809-sposob-issledovaniya-vyazkouprugikh-svojjstv-biologicheskikh-tkanejj-i-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ исследования вязкоупругих свойств биологических тканей и устройство для его осуществления</a>
Предыдущий патент: Устройство г. г. овнаняна к микроскопу для выборки гельминтов из матрикса
Следующий патент: Способ сшивания артериальных сосудов
Случайный патент: Магнитное жидкостное уплотнение вращающегося вала