ПРО АКУСТО-МАГНІТНИЙ МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ АКУСТИЧНОГО ОПОРУ ЛОКАЛЬНИХ ДІЛЯНОК БІОЛОГІЧНОГО СЕРЕДОВИЩА
DOI:
https://doi.org/10.30837/ITSSI.2021.16.072Ключові слова:
акустичний опір, біологічне середовище, акусто-магнітний метод, електрична напруга, ультразвукАнотація
Предметом вивчення в статті є акустичний опір локальних ділянок біологічного середовища in vivo, залежний від їх патології. Метою роботи є розробка кількісного методу вимірювання акустичного опору локальних ділянок біологічного середовища, розташованих у середині організму людини. У статті вирішуються наступні завдання: розробка акусто-магнітного методу вимірювання акустичного опору локальних ділянок біологічного середовища; розробка дистанційного способу вимірювання електричної напруги на поверхні шкіри пацієнта, викликаної акусто-магнітним впливом на локальні ділянки середовища і визначеною величиною акустичного опору; розрахунок співвідношень, що пов'язують величину акустичного опору локальних ділянок середовища з електричною напругою на вимірювальних зондах на шкірі пацієнта, значеннями потужності акустичного випромінювання і зовнішнього постійного магнітного поля, а також з відстанню між зондами і локальним ділянкою біологічного середовища; верифікація розрахункових співвідношень за допомогою експериментального визначення акустичного опору локальної ділянки модельного біологічного середовища. Були використані наступні методи: фізичне моделювання біологічного середовища, фізико-математичне моделювання електричних властивостей локальної ділянки біологічного середовища, розрахунок електромагнітних і акустичних параметрів середовища, експериментальне вимірювання напруженості електричного поля, що збуджується в локальній ділянці біологічного середовища, верифікація розрахункових співвідношень шляхом їх порівняння з результатами експериментів. Наступні результати були отримані: розроблено дистанційний спосіб вимірювання електричної напруги на поверхні шкіри пацієнта, викликаної акусто-магнітним впливом на локальні ділянки середовища та яка визначається величиною акустичного опору; розраховані співвідношення, що зв'язують величину акустичного опору локальних ділянок середовища з електричною напругою на вимірювальних зондах на шкірі пацієнта, значеннями потужності акустичного випромінювання і зовнішнього постійного магнітного поля, а також з відстанню між зондами і локальним ділянкою біологічного середовища; виконана верифікація розрахункових співвідношень за допомогою експериментального визначення акустичного опору локального ділянки модельного біологічного середовища. Висновки: розроблено дистанційний акусто-магнітний метод високоточного вимірювання величини акустичного опору локальних ділянок біологічної тканини людини, підтверджений експериментально на модельних зразках тканини. Метод може дозволити виявити з високою точністю функціональний зв'язок вимірюваного локального значення акустичного опору з патологічними змінами тканини. При цьому виключається вплив людського фактора на інтерпретацію реєстрованих значень акустичного опору, характерного для традиційного в основному якісного, а не кількісного ультразвукового методу, підвищується інформативність і достовірність акустичної діагностики.
Посилання
Oleinik, V. P. (2006), Fundamentals of Interaction of Physical Fields with Biological Objects [Osnovy vzaimodeystviya fizicheskikh poley s biologicheskimi ob"yektami], National Aerospace University – Kharkov Aviation Institute, 61 p.
Wang Shigang, Zhang Shunqi, Ma Ren, Yin Tao, Liu Zhipeng (2014), "A study of acoustic source generation mechanism of Magnetoacoustic Tomography", Computerized Medical Imaging and Graphics, No. 38, P. 42–48.
Elpiner, I. E. (1963), Ultrasound. Physicochemical and biological action [Ul'trazvuk. Fiziko-khimicheskoye i biologicheskoye deystviye], Moscow : Fizmatgiz, 420 p.
Bondarenko, I. S. (2017), "Magnetic hydrodynamics of the biological environment" ["Mahnytnaya hydrodynamyka byolohycheskoy sredy"], Promising directions of modern electronics, information and computer systems (MEICS-2017). Abstracts of reports at the II All-Ukrainian scientific-practical conference: November 22-24, 2017, Dnipro, P. 222–223.
Bondarenko, I. S., Avrunin, O. G., Bondarenko, S. I., Krevsun, A. V., Sorochan, E. N. (2018), "Experience and Prospects of Researching the Combined Action of Magnetic Field and Acoustic Radiation on Model and Real Biological Objects" ["Opyt i perspektivy issledovaniya sovmestnogo deystviya magnitnogo polya i akusticheskogo izlucheniya na model'nyye i real'nyye biologicheskiye ob"yekty"], Science and Technology: Mizhvuz. topics. zb. sciences. ave. VIP. 19 / DVNZ PDTU, Mariupol, PDTU, P. 138–150.
Landau, L. D., Lifshits, E. M. (1982), Continuous media electrodynamics [Elektrodinamika sploshnykh sred], Moscow, The science, Main editorial office of physical and mathematical literature, 616 p.
Kizimova, N. N. (1991), "Magnetohydrodynamic effects during blood movement" ["Magnitogidrodinamicheskiye effekty pri dvizhenii krovi"], Biophysics, Vol. 36, No. 1, P. 147.
Bondarenko, I., Avrunin, O., Gryshkov, O., Glasmacher, B. (2018), "Possibilities of joint application of acoustic radiation and direct magnetic field for biomedical research", International Journal of Bioelectromagnetism, Proceedings of the 11th International Conference on Bioelectromagnetism, 23-25 May 2018, Aachen, Germany, Vol. 20, No. 1, P. 66.
Avrunin, O. G., Bondarenko, I. S., Bondarenko, S. I., Kuzmenko, Y. V., Pinaieva, O. Yu., Kisała, P., Teleshova, A., Luganskaya, S. (2019), "Acoustic excitation of electric field in water solution NaCl", Przegląd elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 95 NR 4, P. 158–161.
Yavorskiy, B. M. Detlaf, A. A. (1985), Physics Handbook [Spravochnik po fizike], Moscow, Nauka, Main Edition of Physics and Mathematics Literature.
Bondarenko, I. S., Avrunin, O. G., Rakhimova, M. V., Bondarenko, S. I., Krevsun, A. V., Kulish, S. M. (2019), "Acoustomagnetic Registration of Magnetic Nanoparticles in a Liquid Medium", Telecommunications and Radio Engineering, Vol. 78 (8), P. 707–714.
Bondarenko, S. I., Avrunin, O. G., Bondarenko, I. S., Krevsun, A. V., Koverya, V. P., Rakhimova, M. V. (2020), "On the measurements of magnetic nanoparticle concentration in a biological medium using a superconducting quantum magnetometer", Low Temperature Physics/Fizika Nizkikh Temperatur, Vol.46, No. 11, P. 1287–1291.
Bondarenko, I., Avrunin, O. (2021), "On the excitation of local electric current in the biological environment", Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, No. 1 (15), P. 106–112. DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2021.15.106
Elpiner, I. E. (1956), "Ultraacoustic parameters of organs and tissues and their importance in biology and medicine" ["Ul'traakusticheskiye parametry organov i tkaney i ikh znacheniye v biologii i meditsine"], Advances in modern biology, P. 143.
Frank, G. A. (2004), "Problems of morphological classification in the diagnosis of soft tissue neoplasms of the limbs and trunk" ["Problemy morfologicheskoy klassifikatsii v diagnostike novoobrazovaniy myagkikh tkaney konechnostey i tulovishcha"], Practical Oncology, Vol.5, No. 4, P. 231–236.
Dolgushin, B. I. , Kosyrev, V. Yu., Sinyukova, G. T. (2004), "Complex diagnostics of tumors of the biliopancreatoduodenal zone" ["Kompleksnaya diagnostika opukholey biliopankreatoduodenal'noy zony"], Practical Oncology, Vol. 4, No. 2, P. 77–84.
Poddubny, B. K., Gubin, A. N., Sholokhov, V. N., Vakurova, E. S. (2003), "Possibilities of laparoscopic intracavitary ultrasound (VUS) in a patient with stomach cancer" ["Vozmozhnosti laparoskopicheskogo vnutripolostnogo ul'trazvukovogo issledovaniya (VUZI) u bol'nogo rakom zheludka"], Opportunities of modern oncologists in the diagnosis and treatment of malignant diseases, Moscow, P. 43.
Glybachko, P. V., Chekhonatskaya, M. L., Priezzheva, V. N. (2007), "Transrectal ultrasound examination with the use of Doppler mapping in prostate cancer" ["Transrektal'noye ul'trazvukovoye issledovaniye s primeneniyem dopplerovskogo kartirovaniya pri rake predstatel'noy zhelezy"], Topical issues of urology and nephrology, Sat. scientific works, Engels, P. 82–84.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
