XX Konferencja Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej

XX Konferencja Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej

XX Konferencja Inżynierii Akustycznej
i Biomedycznej
XX Conference on
Acoustic and Biomedical Engineering
Zbigniew Damijan, Jerzy Wiciak, Cezary Kasprzak
Kraków – Zakopane, 15 – 19 kwietnia 2013
2
XX Conference on Acoustic and Biomedical Engineering
Honorowy patronat:
JM Rektor AGH Prof. dr hab. inż. Tadeusz Słomka
Organizatorzy seminarium:
Polskie Towarzystwo Akustyczne, Oddział w Krakowie
Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, WIMiR, Akademia Górniczo-Hutnicza im.
Stanisława Staszica w Krakowie
Współorganizatorzy:
Komitet Akustyki PAN
Naukowe Centrum Inżynierii Akustycznej
Komitet naukowy:
Przewodniczący: Prof. dr hab.
Prof. dr hab. inż. J. Adamczyk
Dr hab. inż. A. Brański prof. ndzw PRz
Dr hab. inż. G. Grelowska prof. ndzw AMW
Dr hab. D. Hojan-Jezierska
Prof. dr hab. inż. J. Kowal
Dr hab. inż. M. S. Kozień prof. ndzw PK
Prof. dr hab. L. Kubisz
Prof. dr hab. S. Micek
Prof. dr hab. inż. T. Pustelny
Dr hab. inż. L. Majkut
Dr hab. inż. A. Snakowska prof. ndzw AGH
Dr hab. inż. J. Wiciak prof. ndzw AGH
inż. Wojciech Batko
Prof. dr hab. n. med. J. Błaszczyk
Prof. dr hab. inż. Z. Dąbrowski
Prof. dr hab. E. Hojan
Prof. dr hab. inż. H. Kasprzak
Prof. dr hab. inż. W. Kowalski
Prof. dr hab. inż. E. Kozaczka
Prof. dr hab. R. Naskręcki
Prof. dr hab. inż. H. Podbielska
Prof. dr hab. W. Rdzanek
Dr hab. W. Rdzanek
Dr hab. E. Skrodzka
Prof. dr hab. inż. R. Tadeusiewicz
Komitet organizacyjny:
Dr inż. Zbigniew Damijan (przewodniczący),
Dr hab. inż. Jerzy Wiciak prof. ndzw. AGH (wiceprzewodniczący),
Dr inż. Cezary Kasprzak (wiceprzewodniczący), Dr inż. Agnieszka Ozga (sekretarz),
Dr Marek Pluta (ds. konkursu), Dr inż. Bartłomiej Borkowski,
Dr inż. Ireneusz Czajka, Dr inż. Tadeusz Kamisiński, Mgr inż. Jacek Frączek,
Mgr inż. Dariusz Iwański, Mgr inż Paweł Małecki, Mgr inż. Dorota Młynarczyk
Mgr inż. Roman Trojanowski
Konferencja dofinansowana przez:
Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
StatSoft Polska
RIGIPS
SAINT-GOBAIN CONSTRUCTION PRODUCTS POLSKA SP. Z O.O.
Druk: ALNUS, ul. Wróblowicka 63, 30-698 Kraków
ISBN 978-83-61402-16-9
Kraków-Zakopane 15 - 19 kwiecień 2013
XX Konferencja Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej
37
WZORCE TKANEK MIĘKKICH I ANALIZA SYGNAŁU
WSTECZNIE ROZPROSZONEGO W CELU OKREŚLENIA ICH
WŁASNOŚCI AKUSTYCZNYCH I MIKROSTRUKTURALNYCH
E. KRUGLENKO, B. GAMBIN, L.CIEŚLIK
Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk
[email protected]
Do badań nad wzrostem temperatury w tkankach miękkich z użyciem
ultradźwięków o słabej mocy, por. [1], mogą być wykorzystane wzorce tkankowe o
podobnych do tkanki miękkiej własnościach akustycznych oraz wytrzymale na wzrost
temperatury w zakresie stosowanym w hipertermii. Wzorce wyprodukowano na bazie
wodnego roztworu agaru i zawiesiny oleju, z dodatkiem szklanych mikrocząsteczek. Z
zebranych pomiarów sygnałów WCz wyznaczono wielkości parametrów akustycznych we
wzorcach z różną ilością rozpraszaczy, od zera do 30sztuk/mm3. Prędkość fali
ultradźwiękowej we wzorcach była zbliżona do prędkości w tkance miękkiej i wynosiła
około 1540 m/s. Współczynnik tłumienia został wyznaczony dwoma metodami - metodą
impulsową oraz metodą przesunięcia spektralnego i zmieniał się w zakresie od 0.5 do 1.1
dB/(MHz cm), w zależności od ilości rozpraszaczy. Sprawdzono, że wzorce nie zmieniają
parametrów w czasie 6 miesięcy w odpowiednich warunkach przetrzymywania od
wyprodukowania i mogą służyć do dalszych eksperymentów. Na podstawie analizy sygnału
wstecznie rozproszonego impulsu ultradźwiękowego przebadano właściwości statystyczne
obwiedni sygnałów oraz wyznaczono współczynnik rozproszenia. Stwierdzono, że w
wyznaczonym tłumieniu można wydzielić część odpowiadającą za tłumienie będące
skutkiem rozpraszania Rayleigha.
[1] Gambin B., Kujawska T., Kruglenko E., Mizera A., Nowicki A.; Temperature Field Induced by Low Power
Focused Ultrasound on Soft Tissues During Gene Therapy. Numerical Predictions and Experimental Results;
Archives of Acoustics, 2009, 34, 4, 445-459.
Podziękowania Praca została dofinansowana przez Narodowy Centrum Nauki (projekt
badawczy nr 2011/03/B/ST7/03347)
Kraków-Zakopane 15 - 19 kwiecień 2013
38
XX Conference on Acoustic and Biomedical Engineering
SOFT TISSUE PHANTOMS AND BACK-SCATTERED SIGNAL
ANALYSIS TO DETERMINE THEIR ACOUSTICAL PROPERTIES
E. KRUGLENKO, B. GAMBIN, L.CIEŚLIK
Institute of Fundamental Technological Research Polish Academy of Sciences
[email protected]
For the study of the temperature increase in the soft tissues irradiated by a lowpower ultrasound, see [1], soft tissue phantoms can be used. They should exhibit acoustic
properties similar to soft tissue and being sufficiently stable during the hyperthermia
treatment. Such phantoms have been produced based on an aqueous solution of agar, oil,
and glass microparticles. The FR signals collected in experiments provide to obtain the
acoustic properties of phantoms with different numbers of scatterers, from 0-30/mm3.
Measured ultrasonic wave velocity in the phantoms is similar to the typical velocity in soft
tissues and is equal about 1540 m / s. Attenuation coefficient has been determined by two
methods - the pulse method, and the spectral shift method. It is changed in the range of 0.5
to 1.1 dB / (MHz cm), depending on the number of scatterers. It was verified that the
patterns do not alter the parameters during 6 months in suitable conditions of storage after
production and can be used for further experiments. Besides, based on the analysis of the
backscattered signal from pulse/echo ultrasound the statistical properties of the signal
envelope and the attenuation coefficient have been studied. It was found that within the
total attenuation, the part can be distinguished corresponding to the attenuation due to
Rayleigh scattering.
[1] Gambin B., Kujawska T., Kruglenko E., Mizera A., Nowicki A.; Temperature Field Induced by Low Power
Focused Ultrasound on Soft Tissues During Gene Therapy. Numerical Predictions and Experimental Results;
Archives of Acoustics, 2009, 34, 4, 445-459
Acknowledgements This work was partially supported by the National Science Centre
(grant no. 2011/03/B/ST7/03347)
Kraków-Zakopane 15 - 19 kwiecień 2013