Способ диагностики с помощью ультразвуковых, звуковых и электромагнитных волн

Авторы патента:

 

Изобретение относится к медицине, а именно к волновой диагностике, и предназначено для неинвазивной оценки состояния биологических тканей. Осуществляют одновременное генерирование продольных и поперечных волн из группы: звуковых, ультразвуковых.

 

104432951

10443297 s1

10443298 s1

10443299 s1

10443300 s1

10443301 s1

Фокусируют волны в тканях исследуемого органа. Осуществляют одновременный прием параметров прошедших через организм продольных и поперечных волн с выделением границ клеточных структур, обусловленных скачком биомеханических свойств среды. На основании данных параметров формируют визуальные изображения с разрешением, обеспечивающим визуальное восприятие структуры тканей. Анализируют их на соотношение анизотропии и изотропии тканей, по которому делают вывод о наличии, отсутствии или стадии развития патологии исследуемого органа. Способ позволяет оценивать структурное и функциональное состояние тканей и органов по соотношению анизотропии и изотропии тканей на основании продольных и поперечных волн. 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицине и касается проведения ультразвуковой и иной волновой диагностики.

Известны различные инвазивные и неинвазивные способы диагностики: ультразвуковое исследование (УЗИ), компьютерная томография (КТ), ядерномагнитно-резонансная томография (ЯМРТ), пункционная биопсия, радиоизотопные исследования, рентгенография и т.д., связанные с различными воздействиями на организм. При традиционном двухмерном ультразвуковом сканировании датчик передает короткие пакеты или импульсы звуковых колебаний в тело пациента и регистрирует отраженные сигналы. Полученная информация подвергается обработке и выводится на экран монитора в виде пикселей или точек различной степени яркости.

Известен способ диагностики и лечения, при котором программно формируют сигналы управления, которые через блок сопряжения поступают на блок обработки эхосигналов, который формирует импульсы, возбуждающие ультразвуковой зонд, излучающий импульсы в органы пациента. Ультразвуковые сигналы, отраженные от исследуемых структур, принимаются ультразвуковым зондом и поступают в блок обработки эхосигналов. При этом осуществляют усиление, детектирование и преобразование в цифровую форму поступающих эхосигналов, которые передаются в блок сопряжения. Информация об амплитудах эхосигналов вводится в вычислительное устройство. Вычислительное устройство выполняет программное усреднение амплитуд полученных сигналов по числу зондирования, а также формирует изображение на экране дисплея, осуществляет вывод на печатающее устройство и сохранение в накопителе информации изображений эхосигналов. Управление работой устройства, ввод данных о пациенте и условиях обследования осуществляет врач-оператор. Перед началом съемки пациента укладывают на кушетку, при необходимости в фиксатор. Соответствующие участки тела пациента покрываются гелем, гелем также покрывается поверхность сканирующего устройства для ее плотного контакта с пациентом. На первом этапе обследования с помощью блока сканирования определяются координаты исследуемого органа пациента. При этом на дисплее в диалоговом режиме выводятся сообщения, например: "Определение координат левого слухового прохода", "Определение координат макушки", "Определение координат переносицы". Врачу-оператору необходимо подвести зонд в соответствующую область и нажать педаль. Эта операция необходима для привязки координат к реальному объекту. Далее выбираются плоскость сканирования и толщина слоя. Текущее положение сканирования отмечается на изображении органа точкой. Любой выбираемый угол наклона сканирования также отмечается на изображении. Точки, отмечающие положение сканирования, остаются на изображении на время данного обследования и дают информацию врачу о пройденных участках органа пациента. Кроме того, на экране отображается текущая графическая информация о выявленных структурах органа. Программа обеспечивает полную запись в память процесса сканирования. После этого врач-оператор устанавливает ультразвуковой зонд, закрепленный в держателе блока позиционирования, на пациента в выбранной плоскости сканирования. Для определения текущего положения ультразвукового зонда сигнал с датчиков углового перемещения поступает на реверсивные счетчики, а с них - в оперативное запоминающее устройство, входящее в однокристальную ЭВМ. В постоянное запоминающее устройство записана программа обработки поступающих сигналов. С ЭВМ сигнал поступает на приемопередатчик, преобразующий сигнал для подключения к вычислительному устройству. На дисплее в левой части экрана отображается положение плоскости выбранного слоя и местоположения ультразвукового зонда на схематическом изображении органа в текущий момент времени, что позволяет проконтролировать правильность положения зонда при обследовании. В правой части экрана дисплея формируется изображение среза, контур органа и "A"-эхограмма. При первичном обследовании, толщина слоя выбирается достаточно большой, для быстрого обнаружения возможных патологий. Если патология обнаружена, то программно уменьшают толщину слоя ультразвукового сканирования, что позволяет получить более качественное изображение структур головного мозга. Врач-оператор, перемещая ультразвуковой зонд по поверхности в выбранной плоскости сканирования, наблюдает в правой части экрана дисплея направление ультразвукового луча и совмещенную с ним "А"-эхограмму. При выходе ультразвукового луча из слоя сканирования изменяется цвет отображения "A"-эхограммы, что позволяет оперативно оценить качество визуализации структур органа. При получении удовлетворительного сигнала и отсутствии артефактов на "A"-эхограмме врач-оператор нажимает на педаль, тем самым дает команду через блок сопряжения в вычислительное устройство на запись в накопителе информации изображений "A"-эхограммы и пространственных координат, принимаемых с блока сканирования, блока позиционирования и контроллера. В процессе сканирования устройство постоянно следит за пространственными координатами и ориентацией блока сканирования относительно головы пациента и заводит данные в вычислительное устройство. Одновременно с него поступает одномерная информация о внутренней структуре органа. Компьютерная программа, использующая статистические методы и методы распознавания образов, анализирует всю информацию и заносит ее в трехмерную матрицу. Математические методы обработки позволяют устранить нежелательные шумы, распознать внутричерепные структуры, соответствующим образом склеить и получить двумерные изображения срезов исследуемого органа (RU №2203622, 2003, прототип).

Недостатками известных способов, в том числе и прототипа, являются низкая информативность, функциональная ограниченность диагностических и лечебных возможностей, обусловленные однонаправленностью волн.

Технической задачей изобретения является создание эффективного способа волновой диагностики.

Технический результат, обеспечивающий решение задачи, состоит в повышении информативности, расширении функциональных возможностей диагностики, в том числе получение любого среза в каждой из 3 проекций. На получаемом изображении изотропность ткани характеризуется более темной (черной) окраской, т.е. при увеличении доли изотропной структуры в исследуемой ткани ее изображение имеет более насыщенный черный цвет. Это позволяет при машинной обработке изображения ввести для идентификации изотропии и анизотропии коэффициент насыщения черного цвета, являющийся показателем соотношения изотропии и анизотропии. По соотношения анизотропии и изотропии можно судить о структурном и функциональном состоянии тканей и органов и немедленно проводить дифференциальную диагностику между злокачественными и доброкачественными опухолями. Одновременно преимуществом такого исследования является абсолютно точная передача текстуры, местоположения, формы и размеров патологических очагов (опухолей, воспалительных очагов), упрощается автоматическое вычисление объема структур сложной формы.

Сущность изобретения состоит в том, что способ диагностики предусматривает генерирование направленных волн различной частоты, которые входят в биологический контакт с организмом, перемещают по объекту и фокусируют в тканях исследуемого органа для секторного сканирования, принимают прошедшие через организм волны, синхронно со сканированием фиксируют параметры принятых волн, в частности: амплитуду, фазу, поляризацию, формируют по ним параметры плотности, скорости и поглощения волн, которые анализируют и делают вывод о наличии или отсутствии патологии исследуемого органа, причем осуществляют одновременное генерирование продольных и поперечных волн и одновременный прием параметров прошедших через организм продольных и поперечных волн, с выделением границ клеточных структур, обусловленных скачком биомеханических свойств среды, на основании которых формируют визуальные изображения с разрешением, обеспечивающим визуальное восприятие структуры тканей, и анализируют их на соотношение анизотропии и изотропии тканей, по которому делают вывод о наличии, отсутствии или стадии развития патологии исследуемого органа.

Предпочтительно, осуществляют генерирование продольных и поперечных волн короткоимпульсного фокусированного ультразвукового излучения с частотой 10-10000 МГц.

В частных случаях реализации осуществляют генерирование продольных и поперечных волн звукового излучения или осуществляют генерирование продольных и поперечных волн электромагнитного излучения, или осуществляют генерирование, по меньшей мере, двух видов продольных и поперечных волн из группы: звуковых, ультразвуковых и электромагнитных.

Как правило, генерирование направленных волн осуществляют во взаимно перпендикулярных продольном и поперечном направлениях, а прием прошедших через организм волн осуществляют из общей точки сходящихся продольных и поперечных волн.

 

В частных случаях реализации осуществляют сквозное прозвучивание направленными продольными и поперечными волнами, генерируемыми с одной стороны органа, при этом прием прошедших через организм волн осуществляют с противоположной стороны органа датчиком или осуществляют генерирование продольных и поперечных волн датчиком с фазированной решеткой ультразвуковых преобразователей с сухими точечными контактами, причем каждый ультразвуковой преобразователь принимает из зоны сканирования отраженные волны, вызванные как посылкой волны самим преобразователем, так и поочередно от всех остальных преобразователей, при этом преобразователь выполнен с конфигурацией в виде ромба, эллипса или четырехугольника.

Возможность достижения технического результата обусловлена тем, что ультразвуковое исследование (сонография) является одним из наиболее информативных методов неинвазивной диагностики в медицине. Благодаря тому, что органы и ткани имеют различную проницаемость для ультразвуковых волн, от одних структур волна отражается, другими поглощается, через третьи - проходит практически свободно. В основе метода УЗИ лежит принцип эхолокации, в соответствии с которым различные среды (в том числе и нашего организма) имеют неодинаковую способность отражать и поглощать ультразвуковые колебания (волны). В наименьшей степени эхогенны жидкие среды. Заполненные воздухом полости, напротив - чрезмерно эхогенны, а потому их исследование с помощью УЗИ затруднено. Этот принцип эхолокации и был положен в основу УЗИ-сканеров - отраженные от неоднородных по проницаемости структур ультразвуковые волны улавливаются датчиком аппарата и после компьютерной обработки преобразуются на экране монитора в светящиеся точки, из которых и формируется изображение в виде среза тканей. Ключевым компонентом любого прибора для УЗИ является излучающий и принимающий ультразвуковые колебания специальный датчик. В отличие от других методов лучевой диагностики (флюорографии, рентгена, компьютерной томографии и ядерно-магнитного резонанса) сонография в тех дозах, которые применяются в УЗИ, - безвредна для человека. Благодаря тому, что большую часть времени (99,9%) ультразвуковой датчик функционирует в режиме приема и лишь 0,1% - в режиме излучателя, УЗИ даже при его многократном проведении признано безвредным методом, как для женщины, так и для будущего ребенка.

На фиг.1 изображена схема исследования, при которой датчики расположены над областью выхода отраженных волн, на фиг.2 - схема исследования, при которой излучатель находится на противоположной стороне исследуемого органа, на фиг.3 - схема исследования, при которой излучатель расположен под углом 90 градусов oт излучателя, на фиг.4, 5 - примеры информации, полученной заявляемым способом.

Для реализации заявляемого способа излучатели 3 направлены под прямым углом друг к другу, охватывая в зависимости от дальности разведения более глубокие структуры тела 1. Датчики 4, улавливающие отраженные поперечные и продольные волны, расположены над областью выхода отраженных волн, отображая анизотропию или изотропию тканей исследуемого органа 2 или участка тела 1. Для определения анизотропии доступных органов (молочной железы, органов шеи, конечностей) используется сквозное прозвучивание поперечно-продольными волнами. Возможно сквозное прозвучивание большого участка тела или органа в целом). При этом излучатель 3 находится на противоположной стороне исследуемого органа, или под 90 градусов от излучателя. При сквозном прозвучивании волны проходят сквозь изучаемый участок тела 1 и улавливаются датчиком 4, который и фиксирует прошедшие (не отраженные) волны. Эти волны естественно и продольные и поперечные. В случае, когда датчик 4 расположен под 90 градусов от излучателя 3, он улавливает отраженную поперечную волну.

Анализ биологических тканей базируется на исследовании взаимодействия электромагнитных волн и короткоимпульсного высокочастотного (10-3000 МГц) фокусированного ультразвукового сигнала с веществом ткани. Распространение звука определяется плотностью, упругостью, вязкостью ткани. Следовательно, изучая изменение скорости распространения ультразвукового сигнала или самого ультразвукового сигнала в результате прохождения через образец или отражения от поверхности образца, можно получить информацию об электромагнитных и акустических параметрах, о механических свойствах ткани, исследовать микроструктуру биологических тканей и их функциональное состояние.

Применение электромагнитного и акустического анализатора позволит получать электромагнитные и акустические изображения формы распределение элементов структуры, топографию распределения областей, отличающихся по механическим свойствам. Соотношения между электромагнитными и акустическими параметрами - скоростей продольного и поперечного распространения электромагнитной волны и ультразвука - может стать основой для качественного определения кристаллической анизотропии клеток.

Изобретение реализуется следующим образом.

Способ диагностики предусматривает, что для исследования состояния тканей организма осуществляют генерирование направленных волн различной частоты, которые вводят в биологический контакт с организмом, перемещают по объекту и фокусируют в тканях исследуемого органа для секторного сканирования, принимают прошедшие через организм волны, синхронно со сканированием фиксируют параметры принятых волн, в частности: амплитуду, фазу, поляризацию, формируют по ним параметры плотности, скорости и поглощения волн, получая растры распределения элементов структуры, которые анализируют и делают вывод о наличии или отсутствии патологии исследуемого органа.

Осуществляют одновременное генерирование продольных и поперечных волн и одновременный прием параметров прошедших через организм продольных и поперечных волн, из которых строят растры продольных и поперечных волн с выделением скачков импедансов на границах клеточных структур, обусловленных скачком биомеханических свойств среды, на основании которых формируют визуальные изображения с разрешением, обеспечивающим визуальное восприятие структуры тканей, и анализируют их на соотношение анизотропии и изотропии тканей, по которому делают вывод о наличии, отсутствии или стадии развития патологии исследуемого органа.

В частных случаях реализации осуществляют генерирование продольных и поперечных волн звукового излучения или осуществляют генерирование продольных и поперечных волн электромагнитного излучения или осуществляют генерирование, по меньшей мере, двух видов продольных и поперечных волн из группы: звуковых, ультразвуковых и электромагнитных.

Как правило, генерирование направленных волн осуществляют во взаимно перпендикулярных продольном и поперечном направлениях, а прием прошедших через организм волн осуществляют из общей точки сходящихся продольных и поперечных волн.

В частных случаях реализации осуществляют сквозное прозвучивание направленными продольными и поперечными волнами, генерируемыми с одной стороны органа, при этом прием прошедших через организм волн осуществляют с противоположной стороны органа датчиком или осуществляют генерирование продольных и поперечных волн датчиком с фазированной решеткой ультразвуковых преобразователей с сухими точечными контактами, причем каждый ультразвуковой преобразователь принимает из зоны сканирования отраженные волны, вызванные как посылкой волны самим преобразователем, так и поочередно от всех остальных преобразователей, при этом преобразователь выполнен с конфигурацией в виде ромба, эллипса или четырехугольника.

Для сканирования применяются не только продольные, но и поперечные волны. С принципиальной точки зрения использование поперечных волн предпочтительнее, поскольку в общем случае для них наблюдается более четкая скоростная дифференциация. Скоростная дифференциация отражает разницу в разных средах, связана она с отражением. Поперечные волны обладают большей разрешающей способностью и отражением по сравнению с продольными волнами. Это связано с меньшими значениями Vs по сравнению с Vp, следовательно, при примерно равном частотном составе, с меньшими длинами волн, задаваемыми излучателем, Vs - скорость поперечных волн и Vp - скорость продольных волн. Электромагнитные, звуковые и ультразвуковые волны, прошедшие отраженные или рассеянные отдельными участками объекта, изменяют свои характеристики (амплитуду, фазу и т.д.), в зависимости от вязкоупругих свойств в той или иной точке образца. Эти различия позволяют получать акустические изображения образца на экране дисплея. Электромагнитные, звуковые и ультразвуковые волны определенной конфигурации и мощности перемещаются по объекту, изображение которого воссоздается по точкам, в виде своеобразного растра. Используемый электромагнитноультразвуковой анализатор (ЭМУЗан) сканер включает в себя излучатель и датчик отраженных волн. Преобразователь отраженных волн строит растр на экране дисплея. Так волны распространяются в непрозрачных средах, акустический и электромагнитный сканер, выстраивая 3-мерный растр, позволяет увидеть их внутреннюю структуру, что не возможно сделать обычным УЗ-аппаратом. Сканер, применяемый в нашем устройстве, имеет специфическую (ромб, прямоугольник и эллипс) геометрию, которая и позволяет построить растр в трехмерном варианте. Это позволит нам видеть мельчайшие детали тканей в норме и патологии (любой), в динамике и в статике. Распространение звуковой и электромагнитной волны определяется плотностью, упругостью, вязкостью живого вещества. Проницаемость, рассеяние и отражение зависит от формы импульса и его поляризации (поперечно-продольной). Для этого приемник должен быть сориентирован на точке сходящихся продольных и поперечных волн. Т.о. излучатели должны быть направлены друг к другу под 90 градусов. И соответственно в точке их пересечения мы увидим анизотропию или изотропию тканей.

Здоровые, пораженные болезнями ткани в разной степени обладают анизотропией и диссимметрией. Анизотропия (от греч. anisos - неравный и tropos - направление) - зависимость свойств среды от направления. Анизотропия характерна, например, для механических, оптических, магнитных, электрических и др. свойств. Диссимметрия - свойство биологических систем использовать и синтезировать вещество в одной из двух возможных пространственных конфигураций. Оно проявляется на макроскопическом, молекулярном и, возможно, на более глубоких уровнях. В живых организмах самые важные вещества (нуклеотиды и белки) являются стопроцентно диссмметричными, то есть синтезируются строго только в одной форме, менее важные - в неравном количестве левых и правых форм.

Известно, что организм представляет собой анизотропный объект с измененными и изменяющимися структурами. В зависимости от степени изотропии тканей (иногда и клеток) появляется та или иная патология. Поэтому, регистрируя изменение сигнала после прохождения через ткани или отражение от их поверхности, мы получаем информацию о механических и структурных свойствах объекта. Этот метод не повреждает ткани и их структуру. При использовании этого способа нет необходимости вводить контрастные вещества в организм и экспонировать их. Этим способом можно производить не только диагностику, но и дифференциальную диагностику опухолевых, деструктивных, дистрофических и т.п. нарушений в тканях, без дополнительных исследований (мучительной пункционной биопсии, контрастных исследований, томографии и т.д.).

Следовательно, поперечные и продольные волны различной частоты, проходя сквозь ткани, в которых чередуются изотропные и анизотропные структуры, по-разному отражаются, рассеиваются и поглощаются ими.

Любой излучатель в видимом, ИК, УФ и радиодиапазонах содержит, наряду с поперечной, продольную и вращательную (торсионную) компоненты. В фазово-частотных пространственных модах, к примеру, продольной компоненты, может содержаться информация о топологии и структуре (вплоть до микроуровня) объекта собственного или индуцированного излучения. Непроницаемый экран для обычных поперечных электромагнитных волн, в том числе и видимого света, не препятствует свободному прохождению продольных компонент излучения. Кроме того, нельзя забывать, что при передаче объекту какой-либо энергии, к примеру световой, индуцируются фононовые продольные волны от гипо- до гиперзвуковых частот в зависимости от форма-структуры объекта. Если возбуждающие импульсы являются сугубо поперечными, эхо-сигналы содержат как поперечные, так и продольные тензора деформации среды. Интенсивность продольных эхо-сигналов может превышать соответствующие интенсивности поперечных эхо-откликов. Возникновение упругих эхо-сигналов различных поляризаций отличает акустические ПКИ-эхо от соответствующего оптического эффекта в изотропных средах, где поляризация эхо-сигналов совпадает с поляризацией возбуждающих видеоимпульсов. Электромагнитное и акустическое эхо разделяется в анизотропной среде. Если какую-то область облучать упругими поперечно-продольными и электромагнитными волнами, под разными углами, то они будут разделяться и отражаться соответствующим образом, неся при этом информацию об анизотропии и изотропии в структуре изучаемой области. Среди эхо-откликов среды при ее возбуждении упругими импульсами могут появляться не только акустические, но и электромагнитные сигналы.

Раковые структуры из всех видов патологии обладают самой выраженной изотропией. Раковые клетки изотропные в отличие от нормальных анизотропных, поэтому на мониторе они выглядят совершенно иначе, чем здоровые ткани. Основное положение, которое нужно подтвердить, состоит в зависимости степени анизотропии ультразвуковых параметров от состояния биологических тканей и возможности дифференциирования здоровых и раковых тканей путем сравнения степени их анизотропии.

Для более точной идентификации формы патологического процесса, его топографии и распространенности, применен метод построения растра.

Растр (нем. Raster) - решетка для структурного преобразования направленного светового, электромагнитного и звукового пучка. Различают прозрачные (не только для световых волн) растры в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных элементов и отражательные растры с зеркально отражающими и поглощающими (или рассеивающими) элементами. Применение фазированных антенных решеток на приемном датчике повышает информативность, надежность простых и, в особенности, сложных конфигураций тканевых структур и собственно тканей. Основной результат применения антенных решеток на приемном датчике, совместно с обработкой сигналов, - это визуализация внутренней структуры объектов контроля, что упрощает интерпретацию данных и сближает ультразвуковой вид контроля с радиационным. SH (поперечные волны с горизонтальной поляризацией) волны, имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами УЗ волн. Это обусловлено их высокой способностью к поляризации, что позволяет точно выявлять анизотропные структуры.

Каждый УЗ преобразователь синтезируемой апертуры принимает из объекта контроля акустические колебания, вызванные не только посылкой зондирующего импульса самим преобразователем, но и поочередно от всех остальных преобразователей апертуры. То есть апертура синтезируется всеми возможными парными комбинациями преобразователей (излучатель - приемник). Практически для этого используется матричная решетка УЗ преобразователей, так как комбинационно сканировать поверхность объекта контроля парой преобразователей очень неудобно и долго. В результате общее количество N реализации акустических колебаний, принятых такой решеткой из n преобразователей, равно

где n - количество преобразователей.

Поэтому выигрыш в отношении сигнал/шум по мощности g от комбинационного зондирования составляет

Таким образом, в данном изобретении используется способ определения уровня анизотропии в тканях, в норме и патологии с помощью электромагнитных волн, звука и ультразвука. Причем строятся прозрачные растры в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных элементов (для электромагнитных и ультразвуковых волн) и отражательные растры с зеркально отражающими и поглощающими (или рассеивающими) элементами из рассеянных и отраженных продольных и поперечных волн, генерированных индукторами, отфильтрованных преобразователями и улавливаемых датчиками. В здоровых тканях преобладает анизотропия, четко происходят реакции диссимметризации. При различной патологии в той или иной степени в тканях нарушается анизотропия и диссимметрия. Самым тяжелым случаем, таких поражений является рак. Используя поперечно-продольные электромагнитные, ультразвуковые и звуковые волны можно как диагностировать, так и лечить многие болезни в т.ч. и рак, т.е. возвращать анизотропию в пораженные ткани. Это позволяет при машинной обработке изображения ввести для идентификации изотропии и анизотропии некий коэффициент насыщения черного цвета, например, в случае практически полной изотропии это черный цвет, при промежуточном состоянии серый - аутоиммунный, а почти светлый - воспаление. Нормальные ткани выглядят как светлые с вкраплениями.

Возвращение анизотропии происходит за счет подбора мощности и конфигурации поперечных и продольных волн. Поперечные волны переносят энергию, а не вещество. Поэтому направленная энергия изменяет поляризацию веществ и структуру тканей. Это обусловлено еще и тем, что при облучении переходы между зеемановскими подуровнями могут вызываться не только спин-фононным, но и магнито-дипольным взаимодействиями, поэтому лечебный эффект зависит от мощности, направления и характера излучения. Продольные волны не способны совершать подобное воздействие в силу своих свойств.

Данный вид диагностики относится к неинвазивным методам оценки состояния биологических тканей, являются ли они здоровыми или патологически измененными. Так, например, известно, что акустическая анизотропия в области воспалительного очага практически не проявляется. Однако при деструктивных, дистрофических, аутоиммунных процессах, переломах костей данный эффект должен быть выраженным. Таким образом, электромагнитный и акустический метод можно использовать как диагностический, так и в целях контроля за состоянием тканей, в ходе лечебного процесса. В результате изобретения создан эффективный способ волновой диагностики.

При этом повышена информативность, расширены функциональные возможности диагностики, в том числе получение любого среза в каждой из 3 проекций. На получаемом изображении изотропность ткани характеризуется более темной (черной) окраской, т.е. при увеличении доли изотропной структуры в исследуемой ткани ее изображение имеет более насыщенный черный цвет. Это позволяет при машинной обработке изображения ввести для идентификации изотропии и анизотропии коэффициент насыщения черного цвета, являющийся показателем соотношения изотропии и анизотропии. По соотношению анизотропии и изотропии можно судить о структурном и функциональном состоянии тканей и органов и немедленно проводить дифференциальную диагностику между злокачественными и доброкачественными опухолями. Одновременно преимуществом такого исследования является абсолютно точная передача текстуры, местоположения, формы и размеров патологических очагов (опухолей, воспалительных очагов), упрощается автоматическое вычисление объема структур сложной формы.

1. Способ диагностики, предусматривающий генерирование направленных волн различной частоты, которые вводят в биологический контакт с организмом, перемещают по объекту и фокусируют в тканях исследуемого органа для секторного сканирования, принимают прошедшие через организм волны, синхронно со сканированием фиксируют параметры принятых волн, в частности амплитуду, фазу, поляризацию, формируют по ним параметры плотности, скорости и поглощения волн, которые анализируют и делают вывод о наличии или отсутствии патологии исследуемого органа,
отличающийся тем, что осуществляют одновременное генерирование продольных и поперечных волн из группы: звуковых, ультразвуковых, а также одновременный прием параметров, прошедших через организм продольных и поперечных волн, с выделением границ клеточных структур, обусловленных скачком биомеханических свойств среды, на основании которых формируют визуальные изображения с разрешением, обеспечивающим визуальное восприятие структуры тканей, и анализируют их на соотношение анизотропии и изотропии тканей, по которому делают вывод о наличии, отсутствии или стадии развития патологии исследуемого органа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют одновременное генерирование продольных и поперечных волн одинакового вида из группы: звуковых, ультразвуковых.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что осуществляют генерирование продольных и поперечных волн короткоимпульсного фокусированного ультразвукового излучения с частотой 10-10000 МГц.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что генерирование направленных волн осуществляют во взаимно перпендикулярных продольном и поперечном направлениях, а прием прошедших через организм волн осуществляют из общей точки сходящихся продольных и поперечных волн.

5. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что осуществляют сквозное прозвучивание направленными продольными и поперечными волнами, генерируемыми с одной стороны органа, при этом прием прошедших через организм волн осуществляют с противоположной стороны органа датчиком.

6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что осуществляют генерирование продольных и поперечных волн датчиком с фазированной решеткой ультразвуковых преобразователей с сухими точечными контактами, причем каждый ультразвуковой преобразователь принимает из зоны сканирования отраженные волны, вызванные как посылкой волны самим преобразователем, так и поочередно от всех остальных преобразователей, при этом преобразователь выполнен с конфигурацией в виде ромба, эллипса или четырехугольника.

 

Добавить комментарий