Розробка акустотермометра для ранньої функціональної діагностики і контролю глибинної температури тіла людини

Лабораторний макет акустотермометра

Розроблена методична основа для розрахунку акустотермометра та проведена її експериментальна перевірка.
Вперше виявлений ефект просторової режекторної фільтрації дифузійного випромінювання чвертьхвильовими шарами, який полягає в тому, що додатково до відомого з гідроакустики зменшення коефіцієнта перетворення теплового випромінювання плоскими антенами, шарами він послабляється до рівня без шарів, тоді як активна складова опору п’єзоприймача у стільки ж разів збільшується. У результаті відношення інтенсивності прийнятого шуму до інтенсивності власного шуму п’єзоприймача квадратично зменшується. Ефект дозволяє одержати точність вимірювання глибинної температури тіла людини С з розробленим сфокусованим п’єзоприймачем акустотермометра із плосковгнутою еліптичною лінзою з великою фокусною відстанню, і в реальному часі.

В якості приймача акустичного випромінювання тіла людини використано п'єзоелектричний перетворювач який, разом з схемами підсилення і детектування слабкого шумового сигналу, забезпечує точність вимірювання 0,2°С. Це дозволяє застосувати прилад для функціональної ранньої діагностики, в тому числі і тривалого моніторингу немовлят з дня їх народження.

У розробленому акустотермометрі в якості еквівалента фокусуючого перетворювача використана електронна схема з опором, що служить генератором теплового шуму з інтенсивністю, рівній сумі інтенсивностей акустичного випромінювання тіла і власного шуму п’єзоперетворювача. Аналогічна схема служить в якості шумового еталона. Шумовий еталон і еквівалент п’єзоприймача являють зв’язані контури з полосою пропускання, в якій середній рівень шумової напруги визначається напругою шуму на резонансній частоті п’єзоприймача.

Застосування електронної комутації п’єзоприймача і шумового еталона дозволило виключити зі схеми акустотермометра блок механічного модулятора, що використовується у аналогів. Це зробило можливим вимірювання глибинної температури тіла людини у реальному масштабі часу.

Застосування еліптичної лінзи для фокусування прийомного ультразвукового пучка дозволяє вимірювати глибинну температуру тіла людини одночастотним та одноканальним методом. На відміну від мультиспектрального метода, що використовується у аналогів, частоту можна вибрати низькою, що забезпечую більшу глибину вимірювання температури.

У результаті виконання роботи розраховано і створено лабораторний макет (на базі двох серійних приладів) динамічного одноканального акустотермометра для контролю глибинної температури внутрішніх органів людини при фізіотерапевтичній дії на них і гіпертермічному впливі на злоякісні пухлини, який здатний вимірювати температуру тіла людини на глибині до 7 см з точністю 0,20С до верхньої границі 44°С, і з просторовою роздільною здатністю 1 мм.

ДолученняРозмір
Іконка документу Microsoft Office 2475-p.doc206 КБ