ПРО АКУСТО-МАГНІТНИЙ МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ АКУСТИЧНОГО ОПОРУ ЛОКАЛЬНИХ ДІЛЯНОК БІОЛОГІЧНОГО СЕРЕДОВИЩА

The subject of study in the article is the acoustic resistance of local areas of the biological tissues in vivo, depending on their pathology. The aim of the work is to develop a quantitative method for measuring the acoustic resistance of local areas of the biological tissue (substance) located inside the human body. The following tasks are solved in the article: development of scientific foundations of the acousto-magnetic method for measuring the acoustic resistance of local areas of the biological tissue; development of a remote method for measuring electrical voltage on the surface of the patient's skin, caused by acousto-magnetic impact on local areas of the tissue and determined by the value of acoustic resistance; calculation of the ratios binding the value of the acoustic resistance of the local areas of the tissue with the electric voltage on the measuring probes on the patient's skin, the values of the acoustic radiation power and the external constant magnetic field, as well as with the distance between the probes and the local area of the biological tissue; verification of the calculated ratios using the experimental determination of the acoustic resistance of the local area of the model biological tissue. The following methods were used: physical modeling of the biological tissue, physical and mathematical modeling of electrical properties of the local part of the biological tissue, calculation of electromagnetic and acoustic parameters of the tissue, experimental measurement of electric field strength excited in the local part of the biological tissue, verification of calculated relations by comparing them with experimental results. The following results were obtained: the scientific foundations of the acousto-magnetic method for the quantitative measurement of the acoustic resistance of local areas of the biological tissue were developed; a remote method for measuring the electric voltage on the surface of the patient's skin caused by the acousto-magnetic effect on local areas of the tissue and the determined value of the acoustic impedance was developed; relations were calculated connecting the value of the acoustic impedance of local areas of the tissue with the electric voltage on the measuring probes on the patient's skin, the values of the acoustic radiation power and external constant magnetic field, as well as the distance between the probes and the local area of the biological tissue; verification of the calculated ratios was carried out using the experimental determination of the acoustic resistance of the local area of the model biological tissue. Conclusions: The scientific foundations of the remote acousto-magnetic method of high-precision measurement of the acoustic resistance of local areas of human biological tissue, confirmed experimentally on model tissue samples, have been developed. The method can make it possible to reveal with high accuracy the functional relations of the measured local value of acoustic resistance with pathological changes in the tissue. At the same time, the influence of the human factor on the interpretation of the recorded values of acoustic resistance (which is characteristic of the traditional, mainly qualitative, rather than quantitative ultrasound method) is excluded, the information content and reliability of acoustic diagnostics are increased.Предметом изучения в статье является акустическое сопротивление локальных участков биологической среды invivo, зависимое от их патологии. Цель работы есть разработка количественного метода   измерения акустического сопротивления локальных участков биологической среды, расположенных внутри организма человека. В статье решаются следующие задачи: разработка научных основ акусто-магнитного метода измерения акустического сопротивления локальных участков биологической среды; разработка дистанционного способа измерения электрического напряжения на поверхности кожи пациента, вызванного акусто-магнитным воздействием на локальные участки среды и определяемым величиной акустического сопротивления; расчет соотношений, связывающих величину акустического сопротивления локальных участков среды с электрическим напряжением на измерительных зондах на коже пациента, значениями мощности акустического излучения и внешнего постоянного магнитного поля, а также с расстоянием между зондами и локальным участком биологической среды; верификация расчетных соотношений с помощью экспериментального определения акустического сопротивления локального участка модельной биологической среды. Были использованы следующие методы: физическое моделирование биологической среды, физико-математическое моделирование электрических свойств локального участка биологической среды, расчет электромагнитных и акустических параметров среды, экспериментальное измерение напряженности электрического поля, которое возбуждается в локальном участке биологической среды, верификация расчетных соотношений путем их сравнения с результатами экспериментов. Следующие результаты были получены: разработаны научные основы акусто-магнитного метода количественного измерения акустического сопротивления локальных участков биологической среды; разработан дистанционный способ измерения электрического напряжения на поверхности кожи пациента, вызванного акусто-магнитным воздействием на локальные участки среды и определяемым величиной акустического сопротивления; расчитаны соотношения, связывающие величину акустического сопротивления локальных участков среды с электрическим напряжением на измерительных зондах на коже пациента, значениями мощности акустического излучения и внешнего постоянного магнитного поля, а также с расстоянием между зондами и локальным участком биологической среды; выполнена верификация расчетных соотношений с помощью экспериментального определения акустического сопротивления локального участка модельной биологической среды. Выводы: Разработаны научные основы дистанционного акусто - магнитного метода высокоточного измерения величины акустического сопротивления локальных участков биологической ткани человека, подтвержденного экспериментально на модельных образцах ткани. Метод может позволить выявить с высокой точностью функциональную связь измеряемого локального значения акустического сопротивления с патологическими изменениями ткани. При этом исключается влияние человеческого фактора на интерпретацию регистрируемых значений акустического сопротивления, характерного для традиционного в основном качественного, а не количественного ультразвукового метода, повышается информативность и достоверность акустической диагностики.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