386360

386360 Соее Советских Яоциаливтических Республик(51) Л 1. Кл, 6 01 з 9/006 01 п 23/08 6 01 п 29/00 Государстеенныи комитв Совета Министров СССР(088,8) 15.06.74, Бюллетень22ования описания 22,07.75 оо делам изобретен тирытии 2) Авторы изобретен и М Г евич Коныги Д ур , Н. А, Гуренков, В, Л,н и А. А, Чевненко Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАТУХАНИОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В УЧАСТКЕ СРЕДРАСПРОСТРАНЕНИЯ г е по- нро- чько тим, исследуемая уктуру с толщин 1 гг,Еи ни Н среда имеет слоимн слоев, равнымиа входную границу дгив ю ст г Известны способы исследования затухания волновых процессов в участке среды распространения, состоящие в том, что с помощью излучателя возбуждают импульсное излучение, принимают импульсы излучения, отраженные от границ участка н вышедшие через выходную границу, и сопоставляют между собой амплитуды принятых импульсов,Предлагаемый способ отличается от известных тем, что импульсные излучения возбуждают на двух частотах, от выходной границы участка принимают только отраженный импульс, измеряют для каждой из частот отношение амплитуд импульсов, принятых в результате отражения от обеих границ участка, между собой сопоставляют эти отношения амплитуд и по результатам сопоставления определяют коэффициент затухания волн на участке распространения с использованием предварительно полученных тем же способом экспериментальных данных об участках с известным коэффициентом затухания, причем частоты излучения выбирают так, чтобы с требуемой точностью соблюсти постоянство показателя отличия исследуемого участка д Ри- коэффициент отражения от входной границы;Йи- коэффициент прохождения черезвходную границу;5 Ри - коэффициент отражения от выходной границы участка.Такое усложнение известных способовзволяет измерить затухание в участке рас странения в условиях доступа к нему то.с одной стороны, что полезно, например при дифференциальной диагностике новообразований в тканях живого организма, а также нрн геофизических, гидрологических н других исследованиях. Так, прн дифференциальной диагностике новообразований ультразвуком можно выбрать частоты излучения в диапазоне сотни килогерц в един мегагерц в соотношении 1: 3, чтобы использовать возбуждение ультразвукового преобразователя на гармониках и с учетом незначительности коэффициентов отражения добиться равенства показателей акустического отличия пораженного участка тканей на обеих частотах.На фиг, 1 и 2 изображены схемы, поясняющие предлагаемый способ.Предлагаемый способ состоит в следующем.Допус386360 О первого слоя перпендикулярно к ней падает ультразвуковое излучение частоты 1 и интенсивности 1 ю. коэффициенты затухания ультразвукового излучения данной частоты равны в последовательных слоях величинам аю), а)2, аи 1 ЛиаЛОГИЧНО КОЭффИЦИЕНтЫ ОтРажЕНИЯ от границ равны Йю, Я 1, Я 2Й, а коэффи- цИЕНтЫ ПрОХОждЕНИя - ОЮ, 01, 02Ри. Тогда интенсивность сигнала, принимаемого приемником, установленным со стороны источ ника излучения, и отраженного от входной границы О первого слоя, равна 1 ю=гюйю Сигнал от границы 1 будет иметь интенсивность 15 у у д 2- )аого у у 0202 у р - 4 аогов - 4 а 1 оо 2 ю ю 1 2 20 а;У. ь и -- 7 юйп 1О.и - 1 с и -1,1 25 где Учитывая эти соотношения, можно написать выражение для интенсивности сигнала, принятого от слоя и:ходой границы 7) 1=1 юРи - ,11- 1 йп - ),Г Й 2 " 35 12От ВЫХОдНОй ГраНИцЫ 1 и=1 фп П 0 п - 14, .1.1Измерив величины сигналов, можно взять их отношение(8) 60 Не меняя ориентации пьезопреобразователя, возбуждают его на другой частоте 2, например на 3-ей гармонике. Измерив для этой частоты величины импульсов г,гб и У, опре дел яют; от границы 2 интенсивность сигнала равна Сигнал от слоя и имеет величину- 4 а Е- 4 аи - пги - ,. и Л -и о С целью исключения коэффициентов отражения можно аналогичное соотношение написать для другой частоты 2,М)о= "; / ф(2) Р.О",где р , , - коэффициент затухания ультразвука для частоты 2. Р; и 04 в соотношениях (1) и (2) соответственно равны, если как первый импульс частоты 1, так и второй частоты 12 падает на границу под одним и тем же углом. Взяв отношение (2) и (1), пслучпм: Л 4., аи - 1, п (,",и.-1, и аи - 1, и) - (3) сИ При использовании в качестве приемника пьезопластины, электрический сигнал на электроннолучевой трубке индикаторного устрой. ства пропорционален не интенсивности, а давлению, поэтому отношение (3) целесообразно переписать в виде: 1 Ч 2 и - 1,и(и - 1,и "и - 1,и)=У (4) 2 где Л - отношение амплитуд, измеренных на экране электроннолучевой трубки, и Л 1= у",цВ первом приближении для тканей спра. ведлива линейная частотная зависимость коэрфициента затухания, Отсюда получается дополнительное к соотношению (4) соотноше- ние Решая совместно (4) и (5) и учитывая, что 1,=Сг, где С - скорость звука в среде, можно определить коэффициент затухания в слое г для частоты 1 и 2,1 О 1 д сг ---дбсл Л(см)- - - 1;Равенства (б) и (7) являются основными соотношениями для определения коэффициентов поглощения ультразвука в тканях 2 кивого объекта по предлагаемому способу.Экспериментально коэффициенты затухания определяют следующим образом: пьезопреобразователь А, генерирующий сначала сигнал а на частоте 1, прикладывают к исследуемому участку тела (фиг. 2). Ориентируя пьезопреобразователь по максимуму принимаемых сигналов, на экране электроннолучевой трубки диагностического аппарата получают одномерную картину (фиг. 2, б) исследуемой среды Б. Измерив величину импульсов сг и с)определя)от 01:(9) ф 2в С помощью известных радиотехнических методов определяют временное расстояние между импульсами слоев Б и В,Тогда толщина интересующего слоя В определяется из соотношения С 12(10) где С - скорость в среде, Ее величину можно принять равной 1500 л/сек. При определении 1 учитывают, что импульс проходит каждый слой дважды: туда и обратно.Величины, определенные по формулам (3), (9) и (1 О), подставляют в (6) и (7) и определяют затухание ультразвука на частотах. Предмет изобретения 1. Способ исследования затухания волновых процессов в участке среды распространения, состоящий в том, что с помощью излучателя возбуждают импульсное излучение, принимают импульсы излучения, отраженные от границ участка, и сопоставляют между собой амплитуды принятых импульсов, отличающийся тем, что, с целью исключения необходимости в приеме в момент исследования импульсов, вышедших через выходную границу участка и тем самым обеспечения измерения затухания с одной стороны - со стороны только входной границы участка, импульсное излучение возбуждают на двух частотах, от выходной границы участка принимают только отраженный импульс, измеряют для каждой из частот отношение амплитуд импульсов, принятых в результате отражения от ооеих границ участка, сопоставляют между собой эти отношения амплитуд и по результатам сопоставления определяют величину затухания 1 О волн на участке распространения с использованием предварительно полученных тем же способом экспериментальных данных об участках с известным коэффициентом затухания, причем частоты излучения выбирают так, чтобы с требуемой точностью соолюсти постоянство показателя отличия исследуемого участка 20 Р -Йп"и - 1 где Ь -- коэффициент отражения от входной границы;.О - коэффициент прохождения черезвходную границу;Л, - коэффициент отражения от выходной границы участка.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что,с целью дифференциальной диагностики новообразований, используют излучение ультразвука в диапазоне частот сотни килогерц - единицы мегагерц, а отношение частот принимают 1: 3 для удобства возбуждения ультразвукового преобразователя - излучателя на гармониках386360 2 Составитель Е. Ланцбургдактор Н. Перышкова Техред Л. Акимова Корректор И, Симк Подписное аказ 259/748ЦНИИП ов С Патент ип. Харьк Изд1713Государственного комитетапо делам изобретений иМосква, Ж, Раушская Тираж 678овета Минисоткрытийаб., д. 4/5