Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

15.01 Ультразвук в медицинской диагностике. Сонография (УЗИ)

 

Гринченко В.Т., Виноградный Г.П., Макаренкова А.А. «Датчик для аускультации на основе акустического пьезокерамического стержневого преобразователя» КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 153-158 (2005)

Исследования в медицинской акустике проведенные в течение последних десяти лет позволили создать цифровые аудиовидеодиагностические комплексы, предназначенные для диагностики бронхолегочных и сердечных заболеваний. Это стационарные, многоканальные, многофакторные, автоматизированные системы. В этих комплексах для регистрации звуков жизнедеятельности используются высокочувствительные датчики пульсаций звукового давления – микрофонного типа, или датчики колебательного ускорения. При работе в полевых условиях (работа медиков скорой помощи и Министерства Чрезвычайных Ситуаций), и особенно, в холодное время года, применение подобных комплексов затруднено из-за отсутствия необходимых условий. В Институте гидромеханики Национальной Академии Наук Украины были созданы мобильные электронные стетофонендоскопы ЭФОН-06, ЭФОН-07. Для этих приборов разработаны специальные акустические пьезокерамические датчики стержневого типа. Приводится описание конструкции датчика, его электроакустические характеристики, которые сопоставляются с характеристиками датчика колебательного ускорения изгибно-консольного типа, используемого в стационарных комплексах, типа КоРА.

КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 153-158 (2005) | Рубрики: 04.14 14.03 15.01

 

Найда С.А. «Спектральный анализ звуков акустическим слуховым анализатором» КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 237-242 (2005)

Функцию спектральной плотности можно определить тремя различными эквивалентными способами: а) с помощью корреляционных функций; б) с помощью финитного преобразования Фурье; в) с помощью фильтрации, возведения в квадрат и усреднения. Первые два по своему характеру являются математическими. Третий подразумевает применение аналоговых устройств. В последних реализациях системы MATLAB находит применение техника вейвлет-преобразований при представлении импульсных сигналов, определенных в ограниченном интервале времени и содержащих разрывы. Автором показано, что вызванная отоакустическая эмиссия (ВОАЭ) в ответ на короткий (широкополосный) звуковой импульс является импульсной функцией слухового канала, среднего уха и улитки внутреннего уха. Ее форма соответствует корреляционной функции в задаче распространения дисперсионных сигналов вблизи частот формант звука “а”, а также форме базовых функций вейвлет-представлений типа “выпуклости”, которые характеризуются сдвигом (задержкой) во времени, положением и сдвигом положения. При этом эффективная полоса пропускания “белого” шума и эффективное шумовое время корреляции связаны соотношением неопределенности δF·T≈1≥0,5, а отношение ее к средней частоте выпуклости δF/Fср≈0,2 совпадает со значением, полученным для частотных (критических) интегрирующих групп, измеренных по громкости звука. Это указывает на то, что разбиение на частотные группы, которое является основным свойством слуха, происходит не в центральной нервной системе, как считалось ранее, а в акустическом слуховом анализаторе. Он представляет собой корреляционный фильтр со многими входами – поперечными волокнами и выходами наружных волосковых клеток на нервные волокна. Из-за кривизны улитки в вестибулярном канале возникает поперечная составляющая волн сжатия, которая через волокна базилярной мембраны передается в наружные волосковые клетки, вызывая электрический потенциал в нервных волокнах, а также задержанное во времени звуковое давление – отоакустическую эмиссию (ОАЭ). Амплитуда p линейно зависит от интенсивности стимула, а pОАЭp на линейной стадии колебаний волокон и достигает насыщения на нелинейной. Вестибулярный канал действует аналогично одноэлектродному импланту, на который подается электрический сигнал, пропорциональный pОАЭ(f, t). Акустическая система слухового анализатора является уникальным корреляционным фильтром – своего рода патентом природы. Обращается в докладе внимание на: 1) некорректность выбора в одной работе в качестве стимула ВОАЭ вместо короткой тональной вспышки суммы полуоктавных полос пяти частот, перекрывающих интервал от 4757 Гц до 840 Гц и имеющих общую длительность ≈16 мс; 2) то, что вейвлет-преобразование фактически является финитным преобразованием Фурье.

КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 237-242 (2005) | Рубрики: 04.14 15.01

 

Чесский Ю.В., Чесская Т.Ю. «Пьезокерамический преобразователь контроля остеоинтеграции зубных имплантов» КОНСОНАНС-2015. Акустический симпозиум (29–30 сентября 2015 г.), с. 206-210 (2015)

Титановые импланты широко используются в зубоврачебной практике для восполнения отсутствующих зубов, а также для укрепления на них протезов у пациентов. Необходимо контролировать образование костной ткани вокруг части импланта, внедрённого в челюсть, и его “приживаемость”, т.е. остеоинтеграцию. Для этой цели был применён электроакустический пьезокерамический преобразователь, работающий на изгибной моде колебаний. Описывается конструкция преобразователя и расчёт его резонансной частоты. Приводятся экспериментальные результаты исследования преобразователя.

КОНСОНАНС-2015. Акустический симпозиум (29–30 сентября 2015 г.), с. 206-210 (2015) | Рубрики: 04.14 15.01

 

Вовк И.В., Басовский В.Г. «О возможном механизме возникновения сухих хрипов в бронхиальном дереве человека» КОНСОНАНС-2003. Акустический симпозиум (1–3 октября 2003 г.), с. 30-35 (2003)

Предложена гипотеза об одном возможном механизме возникновения сухих хрипов (тональных звуковых колебаний) в бронхиальном дереве человека при патологиях. Суть ее состоит в том, что в пораженных воздухоносных путях за счет выделившейся вязкой тягучей мокроты могут образовываться аэродинамические структуры типа “сопло–струя–препятствие”. Роль сопла может играть стеноз, который при акте дыхания формирует скоростную струю воздуха, а роль препятствия может играть другой стеноз, разветвления воздухоносных путей и другие формы, образующиеся из мокроты. Состоятельность гипотезы проверялась экспериментально на физической модели в широком диапазоне геометрических характеристик стеноза и препятствий, а также скорости потока воздуха. Полученные результаты подтвердили принятые предположения и показали, что наличие подобного рода структур действительно обеспечивает эффективное преобразование энергии потока в энергию звуковых колебаний по характеру близких сухим хрипам.

КОНСОНАНС-2003. Акустический симпозиум (1–3 октября 2003 г.), с. 30-35 (2003) | Рубрики: 13.02 15.01

 

Вовк И.В., Семенов В.Ю. «Детектирование сухих хрипов на основе анализа их автокорреляционной функции» КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 109-115 (2005)

Предложен эффективный метод детектирования сухих хрипов в дыхательных шумах. Получено соотношение, связывающее мощности периодической и шумовой компонент дыхательного сигнала с пиковым значением автокорреляционной функции. На основе этого соотношения предложен способ выявления сухих хрипов, основанный на сравнении пикового значения автокорреляционной функции с переменным порогом. Важной особенностью метода является то, что он не только выполняет классификацию дыхательного сигнала по принципу “шумовой/периодический”, но и позволяет определять значения всех частотных составляющих, присутствующих в сухом хрипе.

КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 109-115 (2005) | Рубрики: 13.02 15.01

 

Рудницкий А.Г. «Использование метода нелокального усреднения для подавления нестационарной помехи в фонокардиографическом сигнале» КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 250-255 (2013)

Предлагается использовать метод нелокального усреднения для выделения звуков сердца из нестационарной помехи, представленной звуками дыхания и фоновыми шумами. Показана высокая эффективность алгоритма при различных значениях отношения сигнал/помеха.

КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 250-255 (2013) | Рубрики: 13.02 15.01

 

Коренбаум В.И., Почекутова И.А., Сафронова М.А. «Происхождение свистов форсированного выдоха человека» КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 132-137 (2013)

Свисты форсированного выдоха (СФВ) могут иметь определенный диагностический потенциал и потому исследованию механизмов их формирования было посвящено значительное число работ. Среди возможных механизмов образования СФВ динамический флаттер, срыв вихрей, автоколебания смыканий тканей слизистой оболочки дыхательных путей. Нет единства в представлениях об области формирования СФВ в бронхиальном дереве. Обсуждаются варианты вовлечения голосовых связок, трахеи, крупных и средних бронхов. Цель исследования – уточнение механизмов и зон формирования СФВ в бронхиальном дереве.

КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 132-137 (2013) | Рубрики: 13.03 15.01

 

Воскобойник В.А., Редаелли А., Фиоре Б., Нестерук И.Г., Воскобойник А.А., Басовский В.Г., Воскобойник А.В. «Гидроакустика механического двустворчатого митрального клапана» КОНСОНАНС-2015. Акустический симпозиум (29–30 сентября 2015 г.), с. 59-65 (2015)

Представлены результаты экспериментальных исследований гидродинамического шума, который генерируется струйным течением через искусственный двухстворчатый митральный клапан. Физическое моделирование проведено в лабораторных условиях на модели камеры предсердия и левого желудочка сердца. Обнаружено, что наибольшая интенсивность гидродинамического шума и его спектральных составляющих наблюдается вблизи центральной струи митрального клапана. С ростом скорости в ближнем следе митрального клапана повышение спектральных уровней пульсаций давления наблюдается в диапазоне частот (60–80) Гц.

КОНСОНАНС-2015. Акустический симпозиум (29–30 сентября 2015 г.), с. 59-65 (2015) | Рубрики: 13.03 15.01

 

Найда С.А. «Открытие формулы среднего уха человека в норме–фактора нормы–прорыв в исследовании и диагностике слуха» КОНСОНАНС-2003. Акустический симпозиум (1–3 октября 2003 г.), с. 145-150 (2003)

Анализируются представления о механо-акустической системе уха (среднем ухе), его модели и проблемы диагностики, существовавшие до недавнего открытия автором формулы среднего уха в норме. Согласно им: 1) передаточная функция уха, которая характеризуется смещением стремечка при постоянном звуковом давлении, имеет характеристики фильтра нижних частот (ФНЧ) (без максимума!), эффективная частота среза и крутизна ската ее имеют существенные межсубъектные отличия; 2) среднее ухо скорее поглощает, чем отражает звуковую энергию; 3) не отмечается разница между параметрами элементов уха у женщин и мужчин; 4) неизвестен характер связи слухового и речевого трактов; 5) межсубъектный разброс параметров уха в норме может превысить отклонение от нормы, что является основной проблемой объективной диагностики слуха. Формула среднего уха представляет собой равную единице комбинацию гибкости барабанной перепонки, объема барабанной полости, резонансной частоты, активного акустического сопротивления. С медицинской точки зрения она является фактором нормы. Записанная через измеряемые в тимпанометрии эквивалентные объемы она не зависит от площади барабанной перепонки. С физической точки зрения сопротивление потерь таково, что минимальный коэффициент отражения звука по энергии от барабанной перепонки и максимальный коэффициент пропускания равны 0.5. Это соотношение представляет собой принцип отражения звука от барабанной перепонки. Определяя состояние уха по фактору нормы, автором было установлено, что: 1) первая форманта звука “а” у мужчин (∼700 Гц) и вторая форманта у женщин (∼1000 Гц) близки к резонансной частоте уха, что генетически передается по мужской и женской линиям; 2) площадь барабанной перепонки у мужчин ∼65 мм2, а у женщин ∼130 мм2; 3) третьи форманты звука “а” у мужчин и женщин одинаковые (∼2500 Гц) и совпадают со второй частотой резонанса; 4) значение коэффициента усиления звука в цепи слуховых косточек на первой резонансной частоте одинаковые (∼115 или ∼40 дБ); 5) межсубъектные отклонения от фактора нормы существуют внутри категорий мужчин и женщин, тогда как фактор нормы для обоих категорий равен 1; 6) передаточные функции уха в норме не имеют характеристики ФНЧ; 7) показано, что многочастотная тимпанометрия вместе с рефлексометрией может обеспечить объективную аудиометрию с дифференциацией потери слуха в звукопроводящей и сенсоневральной системах. Это позволит решить острую проблему скрининговых тестов новорожденных.

КОНСОНАНС-2003. Акустический симпозиум (1–3 октября 2003 г.), с. 145-150 (2003) | Рубрики: 13.06 15.01

 

Найда С.А. «Анамнез наследственного снижения слуха у детей» КОНСОНАНС-2009. Акустический симпозиум (29 сентября–01 октября 2009 г.), с. 255-260 (2009)

Приведены расчеты слухового анализатора отдельного человека, основанные на формуле среднего уха человека (параметре нормы) и принципе отражения звука от барабанной перепонки, установлении генетической связи между формантами звука “а” и резонансными частотами уха; доказательства: характера наследственного дефекта слуха; наличия на барабанной перепонке рецептора звукового давления; защитной роли акустического рефлекса через автономную обратную связь; разбиения звука на частотные (критические) полосы в улитке, а не в мозге; того, что отоакустическая эмиссия возникает из-за спиральности улитки, являющейся универсальным корреляционным фильтром – своего рода патентом природы; формул внутреннего уха; связи между объективными и субъективными характеристиками слуха – закона сохранения генетического кода слухового анализатора. Предложено прогнозировать наследственные (врожденные) дефекты слуха, сравнивая оба уха матери ребенка в роддоме.

КОНСОНАНС-2009. Акустический симпозиум (29 сентября–01 октября 2009 г.), с. 255-260 (2009) | Рубрики: 13.06 15.01

 

Hushcha T., Kaatz U., Peytcheva A. «Acoustic spectroscopy in protein solutions: human serum albumin» КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 171-176 (2005)

This report presents the broadband acoustic study of aqueous solutions of human serum albumin (HSA), the most abundant protein in the circulatory system. Complicated attenuation spectra indicating the presence of relaxation processes in the whole frequency range extending from 200 kHz to 2 GHz have been found. Different relaxation functions were applied to analytically represent the spectra. Most consistent for the whole dataset at different pH, temperatures and concentrations was the function, consisting of the asymptotic high frequency attenuation and three relaxation contributions. The first of those located at 300 kHz was attributed to cooperative segmental motions of the protein chain. The second one found in the range of 1–5 MHz seems to be due to proton transfer reactions of the protein side-chain groups. And the third one with a maximum disposed between about 400 MHz and 4 GHz was interpreted in terms of solute-solvent interactions reflecting various hydration layers of HSA molecules

КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 171-176 (2005) | Рубрика: 15.01

 

Продеус А.Н., Лущик У.Б., Найда С.А. «Повышение эффективности измерений параметров кровотока в ультразвуковых доплеровских системах» КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 273-278 (2005)

The brief comparative analysis of measurement, by traditional and new ways, of blood flow parameters is made. Among them are volume of blood flowing through a vessel and blood-flow Stewart, Gosling and Pourselot indices. The set of algorithms and computing programs for the appropriate experimental medical-engineering researches is offered.

КОНСОНАНС-2005. Акустический симпозиум (27–29 сентября 2005 г.), с. 273-278 (2005) | Рубрика: 15.01

 

Вовк И.В., Макаренкова А.А. «Помехи электронных средств аускультации» КОНСОНАНС-2007. Акустический симпозиум (25–27 сентября 2007 г.), с. 40-46 (2007)

Рассмотрены помехи, возникающие при регистрации дыхательных шумов электронным средствами аускультации, произведена экспериментальная оценка их спектральных уровней. Определены основные помехи, оказывающие существенное влияние на полезный сигнал.

КОНСОНАНС-2007. Акустический симпозиум (25–27 сентября 2007 г.), с. 40-46 (2007) | Рубрика: 15.01

 

Гринченко В.Т., Макаренкова А.А. «Сравнение эффективности электроакустических сенсоров, используемых при аускультации» КОНСОНАНС-2007. Акустический симпозиум (25–27 сентября 2007 г.), с. 74-79 (2007)

Выполнен анализ параметров, определяющих процессы перехода звука из биотканей тела на контактную поверхность электроакустических датчиков. Звуковое давление и колебательная скорость при переходе звука зависят от соотношения волновых сопротивлений сред. При выборе типа электроакустического датчика для устройств электронной аускультации человека (микрофона или акселерометра) необходимо учитывать это соотношение. Проанализированы характеристики электроакустических датчиков, применяемых в настоящее время в устройствах электронной аускультации звуков дыхания. Рассмотрены конструкция, методы градуировки, и акустические характеристики контактных микрофонов и акселерометров, разработанных авторами, которые используются в фоноспирографических комплексах “КоРА”. Проведено сравнение их эффективности.

КОНСОНАНС-2007. Акустический симпозиум (25–27 сентября 2007 г.), с. 74-79 (2007) | Рубрика: 15.01

 

Артемьев А.М., Макаренков А.П., Макаренкова А.А. «Исследование эффективности электроакустических преобразователей электронных стетофонендоскопов» КОНСОНАНС-2009. Акустический симпозиум (29 сентября–01 октября 2009 г.), с. 48-54 (2009)

The results of experimental researches of descriptions of receiving electro-acoustic transformers of electronic stethophonendoscope are resulted: contact piezoceramic rod microphone, special microphonic sensor with an air-chamber and highly sensitive accelerometer flexurally-deformation type. It is set that the most effective acoustic transformers are piezoceramic contact microphone and accelerometer. The sources of hindrances of transformers are analysed in the process of auscultation, perspective of application of electronic stethophonendoscope is marked.

КОНСОНАНС-2009. Акустический симпозиум (29 сентября–01 октября 2009 г.), с. 48-54 (2009) | Рубрика: 15.01

 

Макаренкова А.А., Ермакова О.В. «Особенности звуков дыхания у больных хроническими обструктивными заболеваниями легких» КОНСОНАНС-2009. Акустический симпозиум (29 сентября–01 октября 2009 г.), с. 252-254 (2009)

КОНСОНАНС-2009. Акустический симпозиум (29 сентября–01 октября 2009 г.), с. 252-254 (2009) | Рубрика: 15.01

 

Басовский В.Г. «Об одном методе оценки акустических свойств трахеи и главных бронхов человека» КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 20-25 (2013)

На основе метода частичных областей и теории изгибных колебаний круговых стержней представлен метод оценки акустических свойств трахеи и главных бронхов человека с учетом колебаний хрящей в составе их стенок.

КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 20-25 (2013) | Рубрика: 15.01

 

Коренбаум В.И., Малинина Е.В., Сафронова М.А., Кулаков Ю.В. «Спектральные характеристики стандартизованных по потоку основных дыхательных шумов» КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 126-131 (2013)

Объективизация основных дыхательных шумов (ОДШ), регистрируемых на поверхности грудной клетки, важна для оценки состояния дыхательной системы человека. Измерения объективных характеристик ОДШ вдоха, представляющих основную компоненту так называемых везикулярных звуков, производились многими исследователями. Однако при этом использовались акустические датчики разных типов, обладающие своими частотными особенностями, и различные методы обработки акустических сигналов и оценки их параметров, что затрудняет сравнение полученных. В результате, имеющиеся к настоящему времени данные не полны и противоречивы. Цель настоящей работы – уточнение объективных характеристик ОДШ вдоха у здоровых лиц при наиболее близком к используемому при традиционной аускультации легких целевом потоке 1 л/с. Выполнены записи стандартизованных по потоку основных дыхательных шумов здорового человека. Предложен способ оценки спектральных характеристик шумов вдоха. Анализируются особенности этих характеристик у здоровых лиц.

КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 126-131 (2013) | Рубрика: 15.01

 

Коренбаум В.И., Тагильцев А.А., Горовой С.В., Власов Д.И., Ширяев А.Д. «О возможности дальнометрии источников свистов при интенсиметрической обработке сигналов, зарегистрированных на поверхности грудной клетки человека» КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 138-143 (2013)

Предложен и апробирован способ интенсиметрической дальнометрии источников свистов в легких человека с поверхности грудной клетки. Разработаны математические модели для точечных источников в виде монополя, диполя и поперечного квадруполя, излучающих в ткани легких. Обсуждаются возможности и ограничения способа.

КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 138-143 (2013) | Рубрика: 15.01

 

Makarenkova A.A., Oliynik V.N., Nabiev R. «On automatic detecting of the inspiration/expiration phases of respiratory cycle by time-frequency spectral properties of breath sounds» КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 194-199 (2013)

A technique for automatic detection of inspiration, expiration and respiratory pause is algorithmically implemented by tracing of intervals corresponding to the minima of the respiratory sound acoustic intensity in frequency band typical for a vesicular breathing. An approbation of the method on respiratory signals corresponding to the different types of breathing and receiving devices confirms high effectiveness of the proposed approach.

КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 194-199 (2013) | Рубрика: 15.01

 

Коновалов С.Г. «Многоканальный дерматоскоп для мультиспектрального анализа при скрининге кожных покровов» Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 10-я междунар. конф., 1–4 окт. 2017 г., Суздаль, Россия. Тр. РНТОРЭС им. А.С. Попова. сер. Акустоопт. и радиолок. методы измерений и обраб. инф., с. 271-274 (2017)

Работа посвящена разработке многоканального цифрового дерматоскопа. Такой прибор, помимо проведения классический дерматоскопии, позволяет получить изображения поверхностного распределения хромофоров кожи, аномальное качественное изменение концентрации которых может служить диагностическим признаком злокачественного новообразования. В устройстве установлено несколько видов светодиодной подсветки для неполяризованного, поляризованного и флуоресцентного режимов работы. Белая неполяризованная подсветка обеспечивает визуализацию поверхности кожи, в то время как поляризованная подсветка позволяет отфильтровать зеркально отраженную компоненту света для оценки более глубоких слоев кожи. Узкополосные подсветки видимого диапазона (синяя, зеленая и красная) позволяют оценить распределения концентраций оксигемоглобина, дезоксигемоглобина и меланина. Автофлуоресцентный режим позволяет визуализировать основные хромофоры кожи в УФ диапазоне. Представленная программа проводит необходимую пост-обработку дерматоскопических изображений. Первичная обработка заключается в оптимальном вычитании постоянного шума сенсора камеры, после чего проводится цветокоррекция и преобразование гистограммы, что позволяет получить максимально контрастные изображения, что необходимо как для достижения «приятного» взгляду изображения для работы врача с устройством, так и в качестве подготовки данных для дальнейшего автоматического анализа.

Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 10-я междунар. конф., 1–4 окт. 2017 г., Суздаль, Россия. Тр. РНТОРЭС им. А.С. Попова. сер. Акустоопт. и радиолок. методы измерений и обраб. инф., с. 271-274 (2017) | Рубрика: 15.01