202650. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés lágy biológiai szövetek rugalmasságának noninvazív akusztikai viszgálatához
3 HU 202 650 B 4 ezen alakzatok állapota szoros összefüggést mutat a szervezetben lezajló fiziológiai folyamatokkal. A találmánnyal célunk lágy biológiai szövetek rugalmasságának pontosabb meghatározása. A találmánnyal további célunk a lágy biológiai szöveten végrehajtott és a rugalmasság mérésére irányuló eljárás alkalmazási területének kiszélesítése. A találmány révén megoldandó feladat olyan eljárás megalkotásában van, amely alkalmas lágy biológiai szövetek noninvazív akusztikus vizsgálatához, továbbá az ezen eljárás foganatosítására alkalmas berendezés létrehozása. Lehetővé kell tenni olyan fajtájú akusztikus hullámok alkalmazását, amelyek lehetővé teszik a lágy biológiai szövetek rugalmassági tulajdonságaiban mutatkozó anizotróia kiértékelését is jobb mérési pontosság mellett. A kitűzött feladatot a találmány szerinti eljárás létrehozásával oldottuk meg, amely alkalmas lágy biológiai szövetek rugalmasságának akusztikus úton történő vizsgálatára, amelynek során hanghullámokat bocsátunk ki, és foguk fel, amelyeket a találmány értelmében a vizsgálandó szövet felszínében tangenciális impulzuslengés deformációt keltünk és a generált hanghullámok terjedési sebességét a vizsgálandó szövetben a rezgések keltésének irányában meghatározzuk, és a terjedési sebesség meghatározott értéke alapján kiértékeljük a szövet rugalmasságát A találmány szerinti eljárás során a biológiai szövet rugalmasságának vizsgálatához hosszirányban polarizált felületi akusztikus hullámokat keltünk, ami lehetővé teszi a szövet rugalmasságának általában véve való meghatározását mind a szövet tulajdonságaiban mutatkozó anizotrópia meghatározását, és ezáltal növekszik a lágy biológiai szövetek állapotvizsgálatának fontossága. A találmány értelmében a lengésimpulzusos deformációt 0,5-30 kHz frekvenciatartományban gajesztjük. A találmány értelmében kiválasztott üzemi frekvenciatartomány elegendő mértékben szelektíven a testi szövetek felületi részének, például a bőrnek a rugalmassági tulajdonságait vizsgálja, mivel lehetővé teszi az alatta lévő szerkezetek, például csontok mérési eredményre gyakorolt befolyásának kizárását és egyúttal a szövet állapotának pontosabb becslését teszik lehetővé. A találmány szerinti eljárás előnyös foganatosítási módjánál a hanghullámok terjedési sebességét azon időszak mérése útján határozzuk meg, amely alatt ezek a hullámok a deformáció keltésének tartományából a hanghullámok vételének zónájába eljutnak, mikoris az akusztikus impulzus terjedési idejének mérése abban az időpontban kezdődik, amikor a gerjesztési tartományban a szövetek rezgésének előjele első alkalommal megváltozik és amely időpontot hitelesítési mérés alapján állítjuk be. Ezen hitelesítési mérés alatt olyan gélszerű közeget alkalmazunk, amelyben az adott fajtájú hullám terjedési sebessége ismert. Az akusztikai impulzus haladási idejének mérését abban az időpillanatban fejezzük be, amikor a hanghullám érzékelőjele első alkalommal halad át a nulla szinten. A találmány szerinti eljárás tehát magában foglalja az akusztikus impulzusnak a vizsgálandó szövetrészeken való áthaladásának az idejét, és lehetővé teszi a mérési pontosság növelését, mivel kizárja a vett akusztikai impulzus feldolgozásánál alkalmazott diszkriminációs szint okozta mérési hibát. A kitűzött célt továbbá a találmány szerinti berendezés révén érjük el, amely alkalmas az eljárás foganatosítására és amely egy sugárzó és egy vevő piezoelektromos átalakítóval ellátott adórészt, valamint a piezoelektromos átalakítókhoz csatlakozó elektronikus egységet tartalmaz. A találmány értelmében a piezoátalakítók bimorf szerkezetűek és hosszúkás tartókkal egy testben plánparalel módon vannak elrendezve. A találmány szerinti berendezés második érzékelő piezoelektromos átalakítót tartalmaz, amely az első vevő piezoelektromos átalakítóval egy tartóra van felerősítve. A két vevő piezoelektromos átalakító az adó piezoelektromos átalakítóhoz képest szimmetrikusan van elrendezve, és a piezoelektromos átalakítók szabad végeihez érzékelő van hozzáerősítve, amelynek érintkezőfelületei a piezoelektromos átalakítók szabad végeinek elcsúszási irányával egybeeső vonalban fekszenek. A vevők piezoelektromos átalakítók érzékelői, a sugárzó piezoelektromos átalakítók érzékelőjéhez képest szimmetrikusan vannak elrendezve, és az adórész a szövethez való hozzányomás nagyságát egységesítő erőbeállító egységgel van ellátva. A bimorf szerkezeti piezoelektromos átalakítók alkalmazása megnöveli az adó érzékenységét, és ennek következtében növeli a mérési pontosságot annak köszönhetően, hogy ez a piezoelektromos átalakító akusztikailag megegyezik a vizsgálandó szövettel. A hozzányomási erőt egységesítő erőbeállító egység alkalmazásával lecsökken az adónak a szövethez való különböző mértékű hozzányomása által okozott mérési hiba. A második érzékelő piezoelektromos átalakítónak a találmány szerinti alkalmazása megnöveli az adók érzékenységét, és jelentős mértékben (majdnem egy nagyságrendnyivel) lecsökkenti azt a mérési hibát, amelyet a sugárzó és a vevő piezoelektromos átalakító érzékelői között instabil távköz okoz. Azáltal, hogy az érzékelő érintkezési felületei egyvonalban vannak a piezoelektromos átalakítók szabad végeinek elcsúszási irányával egybeeső vonallal, lehetővé válik a mérések során hosszirányú polarizációjú hanghullámok alkalmazása, ami által hatékonyabban vizsgálható a szövetek anizotróp tulajdonsága. Az á legcélszerűbb, ha a rányomási erőt egységesítő erőbeállító egység egy rugózott csöves tartót tartalmaz, amelynek homlokfelületét kell hozzáérinteni a vizsgálandó szövethez. A berendezés továbbá háromállású elektromos kapcsolót tartalmaz, amelynek első mozgóérintkezője mechanikusan hozzá van erősítve a csöves tartó másik homlokfelületéhez. A háromállapotú kapcsoló tartalmaz továbbá egy álló érintkezőt, és egy rugózott második mozgóérintkezőt. Mikor a nyomóerő az előirt értéknél kisebb, akkor csupán az állóérintkező és a második mozgóérintkező záródik és mikor a nyomóerő megegyezik az előírt értékkel, akkor mind a három érintkező összezáródik azonban ha a nyomóerő az előírt értéket meghaladja, akkor csak a mozgóérintkezők záródnak, és ha a három érintkező egymással sorbakapcsolva az elektronikus egység vezérlőkörébe van beiktatva. A nyomóerő értékét egységesítő erőbeállító egység javasolt kiviteli alakja lehetővé teszi a piezoelektromos átalakítók érzékelőin levő érintkezőfelületeknek az adó érzékelőjének munkafelületéhez képesti változékony kölcsönös helyzete által okozott mérési hiba kiküszöbölését az előírt nyomóerő tartományában. Célszerű, ha névleges nyomóerő kifejtésekor a csö-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
