Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

МОДЕЛИРОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛНОВОДОВ КОЛЬЦЕВОГО ТИПА ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТКАНИ

Полный текст:

Аннотация

В статье представлены результаты моделирования кольцевого волновода-инструмента для ультразвукового воздействия на биологические материалы, в частности, злокачественные опухоли, и контроля их механических свойств. С целью определения геометрических параметров волновода, обеспечивающих его резонанс на заданной частоте возбуждения, выполнен гармонический анализ вынужденных изгибных колебаний волновода с использованием программы ANSYS и языка программирования APDL. Разработанная конечно-элементная модель учитывает взаимодействие между волноводом и тканью опухоли, а также предварительное напряженное состояние ткани, сжатой волноводом в радиальном направлении. Рассчитаны и представлены резонансные кривые волновода в зависимости от его толщины и диаметра. Описан принцип применения разработанной методики моделирования для получения диагностической информации о механических свойствах биологических тканей.

Об авторах

В. Т. Минченя
Белорусский национальный технический университет
Беларусь


Д. А. Степаненко
Белорусский национальный технический университет
Беларусь


А. И. Бобровская
Белорусский национальный технический университет
Беларусь


Список литературы

1. Jernberg, A. Ultrasound, ions and combined modalities for increased local tumour cell death in radiation therapy: PhD thesis / A. Jernberg. Karolinska Institutet, Stockholm, – 2007 – 35 p.

2. Luo, L. Ultrasound absorption and entropy production in biological tissue: a novel approach to anticancer therapy / L. Luo [et al] // Diagnostic Pathology. – 2006. – Vol. 1.– Article 35.

3. Lejbkowicz, F. Distinct sensitivity of normal and malignant cells to ultrasound in vitro / F. Lejbkowicz, S. Salzberg. // Environmental Health Perspective. – 1997. – Vol. 105, Suppl. 6.– P. 1575–1578.

4. Николаев, Г.А. Ультразвуковая технология в хирургии / Г.А. Николаев, В.И. Лощилов. М., 1980. 272 с.

5. Пономаренко, Н.В. Возможности применения низкоинтенсивного ультразвука в качестве модификатора лучевой терапии экспериментальных опухолей штаммов саркомы M-1 и альвеолярного рака печени PC-1 / Н. В. Пономаренко, Н.И. Крутилина, Е.Н. Александрова. // Онкологический журнал. – 2008. – Т. 2, № 4 (8).– С. 41–48.

6. Чиж, Д.В. Сочетанное влияние переменного магнитного поля, низкочастотного ультразвука и ионизирующего излучения на перевиваемые опухоли (M-1, PC-1) в эксперименте / Д.В. Чиж, Н.И. Крутилина, Л.Б. Пархоменко. // Ars Medica. – 2010. – № 1 (21).– С. 84–88.

7. Способ комбинированной терапии саркомы у крысы : пат. Республики Беларусь на изобретение № 13765, МПК A61N 5/06, 7/00. / Н.В. Пономаренко [и др.] – Заявл. 31.07.2008; опубл. 30.10.2010; приоритет 31.07.2008.

8. Устройство для ультразвукового воздействия на опухоль : пат. Республики Беларусь на изобретение № 13801, МПК A61N 7/00. / Н.В. Пономаренко [и др. ] – Заявл. 31.07.2008; опубл. 30.12.2010; приоритет 31.07.2008.

9. Frank, S. Portable hardness testing – principles and applications / S. Frank // NDT.net – The eJournal of Nondestructive Testing. – 2002. – Vol. 7, №. 10. Online:http://www.ndt.net/article/ecndt02/109/109.htm

10. Hemsel, T. Resonant vibrating sensors for tactile tissue differentiation / T. Hemsel [et. al.] // Journal of Sound and Vibration. –2007. – Vol. 308. – P. 441–446.

11. Lang, T.E. Vibration of thin circular rings. Part I. Solution for modal characteristics and forced excitation. / T.E. Lang –Jet Propulsion Laboratory Technical Report №. 32–261. – Pasadena, 1962. – 21 p.

12. Тимошенко, С.П. Колебания в инженерном деле. / С.П. Тимошенко. – М., 1967. – 444 с.

13. Zadler, B.J. Resonant ultrasound spectroscopy: theory and application / B.J. Zadler [et. al.] // International Journal of Geophysics. – 2004.– Vol. 156. – P. 154–169.

14. Ebina, K. Investigation of frequency characteristics in cutting of soft tissue using prototype ultrasonic knives / K. Ebina, H. Hasegawa, H. Kanai // Japanese Journal of Applied Physics. – 2007. – Vol. 46, №. 7B.– P. 4793–4800.

15. Yang, S.Q. Simulation of heating process in ultrasonic welding of plastics / S.Q. Yang [et al.]// Acta Metallurgica Sinica (English Letters). – 2000. – Vol. 13.– P. 80–83.

16. Lim, Y.-J. In situ measurement and modeling of biomechanical response of human cadaveric soft tissues for physics-based surgical simulation / Y.-J. Lim [et. al.] // Surgical Endoscopy. – 2009. – Vol. 23. – P. 1298–1307.

17. Samani, A. Elastic moduli of normal and pathological human breast tissues: an inversiontechnique-based investigation of 169 samples / A. Samani, J. Zubowits, D. Plewes // Physics in Medicine and Biology. – 2007. – Vol. 52.– P. 1565–1576.

18. O’Hagan, J.J. Measurement of the hyperelastic properties of 44 pathological ex vivo breast tissue samples / J.J. O’Hagan, A. Samani // Physics in Medicine and Biology. – 2009. – Vol. 54. – P. 2557–2569.

19. Soedel, W. Vibrations of shells and plates. 3rd Edition. / . W. Soedel. – N.Y.: Marcel Dekker, Inc. – 2004. – 553 p.

20. Hill, M.J. Effects of surface tension and intraluminal fluid on mechanics of small airways / M.J. Hill, T.A. Wilson, R.K. Lambert // Journal of Applied Physiology. – 1997. – Vol. 82.– P. 233–239.

21. Тимошенко, С.П. Теория упругости / С.П.Тимошенко, Дж. Гудьер. – М., 1975. – 576 с.


Для цитирования:


Минченя В.Т., Степаненко Д.А., Бобровская А.И. МОДЕЛИРОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛНОВОДОВ КОЛЬЦЕВОГО ТИПА ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТКАНИ. Приборы и методы измерений. 2011;(1):77-84.

For citation:


Minchenya V.T., Stepanenko D.A., Bobrovskaya A.I. MODELLING OF RING-SHAPED ULTRASONIC WAVEGUIDES FOR TESTING OF MECHANICAL PROPERTIES AND THERAPEUTIC TREATMENT OF BIOLOGICAL TISSUES. Devices and Methods of Measurements. 2011;(1):77-84. (In Russ.)

Просмотров: 595


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)