Algorithm the Automated Estimation of Ultrasound Effect on Biological Tissue

The article deals with control methods of the biological object using a biofeedback during physiotherapy. The algorithm of the automated estimation of ultrasound effect on a biological tissue is offered. We propose to use the temperature change of skin surface as feedback parameters during ultrasound irradiation and change of saturation change. The common use of parameters of temperature and saturation of biological tissues allows estimating the organism reaction to ultrasound influence, to prevent damage of tissues damage and to obtain the data on tissues adaptation. Based on the proposed algorithm, we analyze the ultrasound effect on a biological tissue. The proposed application allows increasing the treatment efficiency and ensures the ultrasound therapy effect on organs and tissues interaction by using the signal adjusted and controlled in real time according to a defined acoustic radiation dose during the procedure and control maintenance of the secured acoustical contact between a biological tissue and an emitter and temperature measurements of a biological tissue.

Publication year: 
2013
Issue: 
5
УДК: 
615.837.3
С. 98–102., укр., Іл. 2. Табл. 2. Бібліогр.: 23 назви.
References: 

1. Акопян Б.В., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Ультразвук в медицине, ветеринарии и экспериментальной биологии: Учеб. пособие / Под ред. С.И. Щукина. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. — 224 с.
2. Влияние остеопатических техник на венозную гемодинамику человека / М.Ю. Васильев, Д.Б. Вчерашний, Н.П. Ерофеев и др. // Мануальная терапия. — 2009. — № 2 (34). — С. 52—58.
3. Дическул М.Л., Куликов В.П. Влияние максимальной ротации головы на показатели кровотока в интракраниальном сегменте позвоночных артерий // Там же. — 2011. — № 1 (41). — С. 27—32.
4. Небожин А.И., Тардов М.В. Новые возможности оценки функциональных состояний кровотока в краниальной венозной системе // Там же. — 2008. — № 4 (32). — С. 13—18.
5. J.W. Hand, “Ultrasound hyperthermia and the prediction of heating”, in Ultrasound in Medicine, chapter 8, F.A. Duck et al., Eds. UK, Bristol: Institute of Physics Publishing, 1998, pp. 151—176.
6. J.J. Lagendijk, “Hypertermia treatment planning”, Phys. Med. Biol., vol. 45, pp. 61—76, 2000.
7. S. Vaezy et al., “Image—guide acoustic therapy”, Ann. Rev. Biomed. Eng., vol. 3, pp. 375—390, 2001.
8. Терещенко М.Ф., Кирилова А.В. Оцінка впливу ультразвукового сигналу на біологічні тканини. Частина 1 // Вісник НТУУ “КПІ”. Сер. Приладобудування. — 2010. — Вип. 39. — С. 130—136.
9. Терещенко М.Ф., Кирилова А.В. Дослідження параметрів впливу ультразвукового сигналу на біологічні структури // Там же. — 2011. — Вип. 41 — С. 136—143.
10. Пушкарева А.Е. Методы математического моделирования в оптике биоткани: Учебн. пособие. — СПб: СпбГУ ИТМО, 2008. — 103 с.
11. Акопян В.В. Пороги биологического действия ультразвука по электронно-физическим характеристикам клеточных мембран // Тез. докл. Всесоюзн. симпоз. — Пущино, 1979. — С. 22—23.
12. Миллер Е., Хилл К. Применение ультразвука в медицине. Физические основы. — М.: Мир, 1989. — 568 с.
13. Пулатов Р.П., Кобахидзе З.В. Физиотерапевтические аспекты применения УЗ // Тез. докл. 3-й Всесоюзн. конф “Ультразвук в физиологии и медицине”. — Ташкент, 1980. — С. 11—12.
14. W.L. Nyborg, “Ultrasound”, Intermediate biophysical mechanics. California: Cummings Publishing. Co., 1975, p. 286.
15. E.A. Barannik and V.V. Tovstiak “A simple method of estimation of intersellular temperature gradients produced by ultrasound”, in Thesis to Int. Symp. “Mechanisms of acoustical bioeffects”. Pushchino, 1990, p. 13.
16. G. ter Haar, “Therapeutic ultrasound”, European J. of Ultrasound, vol. 9, pp. 3—9, 1999.
17. Оценка функционального состояния групп обследуемых по реакции на динамическую нагрузку / К.М. Делавар, В.И. Зубчук, Е.А. Настенко, Е.К. Носовец // Электроника и связь. — 2008. — № 3-4. — С. 118— 121.
18. M.D. Stoneham et al., “Knowledge about pulse oximetry among medical and nursing staff”, Lancet, vol. 334, pp. 1339—1342, 1994.
19. A. Kyrylova and N.F. Tereshchenko, “Estimation of ultrasound influence on biological tissue”, in XIII Int. PhD Workshop OWD 2011, Conference Archives PTETIS, Wisla, 22—25 October 2011, vol. 29, pp. 319—323.
20. Ревин В.В., Максимов Г.В., Кольс О.Р. Биофизика: Учебник / Под ред. проф. А.Б. Рубина. — Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2002. — 156 с.
21. Терещенко М.Ф., Кирилова А.В. Принципи побудови сучасних ультразвукових терапевтичних апаратів // Вісник НТУУ “КПІ”. Сер. Приладобудування. — 2010. — Вип. 40. — С. 137—145.
22. K.G. Baker et al., “A review of therapeutic ultrasound: biophysical effects”, Phys. Ther., vol. 81, no. 7, pp. 1351— 1358, 2001.
23. P.A. Artho et al., “A calibration study of therapeutic ultrasound units”, Ibid , vol. 82, no. 3, pp. 257—263, 2002.

AttachmentSize
2013-5-13.pdf263.6 KB

Тематичні розділи журналу

,