Спектральный метод характеризации биологических тканей

• Автор: Глотова, Татьяна Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с.

Оглавление.
Введение
1. Акустические характеристики биологических тканей и
методы их измерения
1.1. Удельные акустические импедансы биологических тканей
1.2. Скорости ультразвуковых волн в биологических тканях
1.3. Поглощение энергии упругих волн в биологических тканях
1.4. Рассеяние ультразвуковых волн в биологических тканях
1.5. Затухание ультразвуковых волн
1.6. Основные методы исследования акустических характеристик биологических тканей
2. Спектральный метод измерения удельного коэффициента поглощения ультразвука
2.1. Основные соотношения спектрального метода при распространении плоской волны в однородной биологической среде
2.2. Дифракционные эффекты и их влияние на измерение коэффициента поглощения спектральным методом
2.3. Влияние некогерентных помех
3. Экспериментальные исследования спектрального метода
3.1. Обоснование технических характеристик

3.2. Экспериментальный измерительный комплекс
3.3. Экспериментальные исследования дифракционных эффектов в спектральном методе
3.4. Физическое моделирование биологических тканей
3.5. Измерение коэффициента поглощения спектральным методом на тест-
образцах
3.6. Измерение коэффициента поглощения на биологических тканях
Заключение
Литература
Публикации по теме диссертации

Введение.
Ультразвуковая техника - мощное и широкоразветвленное направление теоретической и экспериментальной физики, находящее трудно обозримое применение практически во всех направлениях науки и техники.
Универсальность применения ультразвуковых методов основана на трех его основных преимуществах перед электромагнитными волнами, также широко применяющимися для исследования и контроля.
1. Способность проникать на любые глубины в веществе любой природы, включая электропроводные материалы, непрозрачные для электромагнитных излучений.
2. Несравнимо более глубокая и разнообразная связь упругих волн с практически всеми термодинамическими, магнитными, оптическими, квантовомеханическими и др. эффектами в веществе. Вместе со значительным разнообразием видов упругих волн это делает ультразвуковые волны несравнимо более информативными по отношению к электромагнитным излучениям.
3. В контрольно-измерительных применениях ультразвука используют исчезающе малые интенсивности поля, что исключает какое-либо воздействие на контролируемое вещество. Это отличие ультразвуковых волн от жестких

где <2 = -Ю 1Ш1Х - - механическая добротность материала.
2Асо 0 у
Основными источниками погрешностей при измерении скорости и затухания ультразвуковых волн интерферометрическими методами являются дифракционные эффекты, связанные с отступлением ограниченного пучка от условий распространения плоской волны (для их устранения необходимо, чтобы диаметр преобразователя в 30-50 раз превышал длину волны ультразвука); эффекты, связанные с утечкой энергии в устройства крепления образца или в стенки вспомогательного сосуда ( для их устранения необходимо, чтобы диаметр преобразователя в 5-10 раз был меньше диаметра сосуда). Необходимо строго соблюдать плоскопараллельность преобразователей: стабильность расстояния между ними должна сохраняться с точностью в несколько нанометров. В лабораторных условиях скорость ультразвуковых волн определяется с погрешностью порядка ЮШ, а коэффициент затухания - с погрешностью 2-5%.
Так в [ 39 ] с помощью резонасного метода в диапазоне частот 1,7-17,4 МГц были исследованы частотные зависимости скорости и затухания ультразвука в печени, селезенке и сердечной мышце крысы. Для измерений использовался прямой способ, основанный на непосредственном определении параметров АЧХ акустического резонатора с образцом ткани. Точность метода измерений зависимостей скорости и коэффициента затухания от частоты была определена сравнением результатов, полученных для водного раствора МпБСХ в диапазоне частот 1,6 - 17 Мгц. Зависимости совпали с точностью до 0,02% для ско-