Jump to content
    

Скорость затухания ЕМ и УЗ волн в человеческом теле

Добрый день,

 

вчера слушал доклад одного уважаемого человека из Техаса https://www.math.tamu.edu/~peter.kuchment/ в котором утверждается, что сейчас писк моды в компьютерной томографии - облучать электромагнитным излучением человека, а далее слушать отклик в виде ультразвука.

 

В качестве примеров предлагалось использовать 434 МГц излучатель и на 40МГц слушать ультразвук.

 

При попытке спросить величины поглощения или электромагнитных, или ультразвуковых волн, докладчик ушел от темы, а после доклада я сам в гугле быстро не нагуглил, посему хотел спросить, возможно кто-то да знает или про ультразвук, или про электромагнитное излучение, а может и про то и то, какова зависимость поглощения от длины волны.

 

Спасибо!

 

ИИВ

Share this post


Link to post
Share on other sites

У этого уважаемого человека имеется страничка с публикациями и слово acoustic встречается там 19 раз.

Пациент в первом приближении эквивалентен бурдюку с физраствором, а потому можно поискать материалы о затухании радиоволн в морской воде. Насколько я помню, в дециметровом диапазоне и ниже к-нт затухания пропорционален частоте. А если затухание описывать как exp( -k∙x/λ ) то k от частоты не зависит.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В качестве примеров предлагалось использовать 434 МГц излучатель и на 40МГц слушать ультразвук.

эээ, бурдюк с пьезоэлектрическим физраствором?

а можно в двух словах, каким образом эм поле переходит в аккустику? ещё и на в 10 раз меньшей частоте?

из того что увидел в публикациях нашел только в обратную сторону: при накачивании УЗ местами хотят погнуть тушку изнутри, от этого локально объёмное сопротивление поменяется, и соответственно прохождение через тушку ЭМ волн.

и то есть некие сомнения что ультразвуком можно что-нибудь настолько погнуть чтобы сопротивление заметно поменялось, а у пациента при этом внутренние органы на прежних местах остались.

но наоборот-то из электричества в аккустику как?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо большое всем за ответы!

 

Да, я тоже сидел на докладе и очень не подеццки удивлялся. Он еще вместо накачивания электромагнитным излучением предлагал лазером жжахнуть, употребив слово "airborne", вызвав у меня стойкие ассоциации, что там не о лечении, а о среллялках речь идет.

 

Еще на докладе звучали слова про thermoacoustic imaging, и мои мысли были схожи с уважаемым SSerge первым делом поискать это в его публикациях, но там только теория, я ее понимаю, но у меня есть сомнение, что это вообще применимо на практике к людям и животным. То есть в публикациях (я большую часть со словом аккустика и термоаккустика) просмотрел, но так и ничего не нашел.

 

То есть то, что я вынес с доклада и того, что успел найти в интернете: в тело вжахивают электромагнитный импульс, желательно частоты повыше, но чтобы еще как-то проникал вовнутрь, с максимальной силой, которую терпит FDA (разрешитеный орган в США). Далее какая-то часть тела начинает от этого расширяться и испускает ультразвук. Почему 434МГц и 40МГц - никто не объясняет, про 434МГц говорят про разрешенный диапазон, но, боюсь, что мощность импульса должна быть сказочно большая, что ISM превысит все разумные и безумные границы. Дальше из тела валится ультразвук, и его детектируют, причем частоты ЕМ возбуждения и ультразвука не коррелируют друг с другом.

 

Я сам считаю, что тут где-то есть лажа, и хочу на следующем его докладе аргументированно задать такие вопросы, от которых он не сможет увернуться, но пока не могу для себя построить разумную модель. Если бы я имел доступ к более-менее плюс-минус лапоть зависимостям, чт оя спрашивал, можно было бы смоделировать эксперимент и численно убедиться, что тут есть лажа и ему это предоставить.

1 hour ago, _pv said:

а можно в двух словах, каким образом эм поле переходит в аккустику? ещё и на в 10 раз меньшей частоте?

я сам не понимаю, поэтому эту тему тут и открыл, чтобы разобраться, но склоняюсь к тому, что либо модулируют электромагнитную волну УЗ составляющей, либо я что-то тут в корне не понимаю. Именно это я в качестве вопроса ему задал после доклада, но он отмазался что де у каждого человеческого органа своя передаточная функция, вилосовствовал на эту тему, пока ведущий не прикрыл этот вопрос.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В списке литературы попалась статья B. Gebauer and O. Scherzer, Impedance-Acoustic Tomography,

Abstract. In this work we present a new hybrid imaging technique that combines electrical
impedance tomography (EIT) with acoustic tomography. The novel technique makes use of the fact
that the absorbed electrical energy inside the body raises its temperature, thus leading to expansion
effects. The expansion then induces an acoustic wave which can be recorded outside the body and
consequently be used to calculate the absorbed energy inside the body, from which the electrical
conductivity can be reconstructed. In other words, we try to combine the high contrast of EIT with
the high resolution of ultrasound.

Мне ещё в прошлом веке попадалось описание идеи газоанализатора, где ловили звук, возбуждаемый в газе импульсами от лазера.

Но вот идея поджаривать пациента ВЧ излучением тоже представляется сомнительной, хотя термодинамику я основательно уже подзабыл и не могу быстро прикинуть насколько эффективным будет преобразование энергии электромагнитной волны в тепло и далее в звук. Может быть там всё не так плохо как кажется.

PS. Есть ещё один механизм генерации звука. "Another approach is magnetoacoustic imaging, where an exterior magnetic field is used to generate displacements in the body via the Lorentz force." Но тогда частота звука будет той же что и у электромагнитной волны, это явно не наш случай.

Share this post


Link to post
Share on other sites

15 часов назад, iiv сказал:

. . . вчера слушал доклад одного уважаемого человека из Техаса https://www.math.tamu.edu/~peter.kuchment/ в котором утверждается, что сейчас писк моды в компьютерной томографии - облучать электромагнитным излучением человека, а далее слушать отклик в виде ультразвука. . . . .

Мне, как человеку, видившему человека, "державшего свечку" в районе МРТ (если, конечно о ней речь) это сдается тем, что делал г-н/товарисч Лысенко в прошлом веке. Те. ахинеей. 

Суть МРТ - создать в единственной точке "тушки" уровень магнитной напряженности, соответствующей для молекул определенного типа эм резонанс на радиочастоте передатчика-приемника системы. Эта точка "сканирующая", ее перемещение обеспечивается "отклоняющей системой" из катушек и основного магнита.

Устанавливается "точка". Дается радио-импульс на фикс.частоте. Приемником "слушается" через систему катушки-антенны радио-"отзвук" длительностью порядка нескольких мс. По уровню (а может и форме) этого импульса и делается вывод о содержимом "тушки" в этой точке.

Частоту РЧ не помню, кажется в районе 60 МГц.

И что, принять РЧ сигнал на расстоянии да 20 см менее эффективно, чем ловить каким-то образом (интересно было бы посмотреть, как собираются "вылавливать" из "тушки" ультразвук мизерной мощности, это-же не УЗИ "отзвук"). К тому-же, непонятно как образовавшийся, и непонятно какой амплитуды (собственно, информативный параметр) - за счет отражений-поглащений-интерференции итд.

Собственно, "гипотеза имеет право на жизнь", почти любая, пока ее аргументировано не   а охают. Этож наука. 

Но судя по "послужному списку" - Peter Kuchment математик - преподаватель а не разработчик.

Да, затухание ультразвуковых волн в "тушке" будет намного меньше чем электомагнитных. Еще меньше, если взять просто звук, и тем-более - инфразвук. Но какое имеет значение затухание /ps - для РЧ/ для расстояний до 10-30 см, если усилитель это легко "вытягивает".

iiv>> . . .  говорят про разрешенный диапазон, . . . 

Томографы размещают в полностью (те сплошную) экранированном помещении, хорошая клетка Фарадея. Соотв-но любая мощность и любая частота. 

Мощность радиоимпульса большая, но не запредельная. Конкретно сколько не знаю, думаю РЧ порядка 10-100 Вт.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо большое, SSerge за советы!

 

Да, именно этот и прикол у них везде обсуждается - греть микровейвом, и слушать получаемый ультразвук. Именно поэтому-то я и захотел узнать зависимости поглощений электромагнитных и ультразвуковых волн, чтобы на пальцах прикинуть на сколько все это реально. Сам этот докладчик больше теоретик, но, всяко он же не из пальца свои теории высасывает, и задачки ему кто-то да подкидывает.

 

2 hours ago, SSerge said:

"Another approach is magnetoacoustic imaging, where an exterior magnetic field is used to generate displacements in the body via the Lorentz force."

да, верно, я как раз к этому все и клоню, так ккак похоже это единственно разумный метод, и, так как ультразвук на 40МГц уже реальность, то если делать на кратных гармониках (типа 40*8МГц) то может и реально что-то получить.

 

PS: у меня это вызывает чисто теоретический интерес - просто очень любопытно, что люди целые конференции на эту тему собирают, значит, все-таки за этим что-то есть, надеюсь, не аналог ХУЯС(LENR)

10 minutes ago, k155la3 said:

Мне, как человеку, видавшему человека, "державшего свечку" в районе МРТ (если, конечно о ней речь) это сдается тем, что делал г-н/товарисч Лысенко в прошлом веке. Те. ахинеей. 

Спасибо большое, k155la3 за комментарий! Не, тут не про МРТ речь, совсем.

 

10 minutes ago, k155la3 said:

Частоту РЧ не помню, кажется в районе 60 МГц.

линейно от магнитного поля зависит, для 1.5Т как раз 60МГц.

10 minutes ago, k155la3 said:

Мощность радиоимпульса большая, но не запредельная. Конкретно сколько не знаю, думаю РЧ порядка 10-100 Вт.

обычно киловатты.

10 minutes ago, k155la3 said:

Собственно, "гипотеза имеет право на жизнь", почти любая, пока ее аргументировано не ахают. Этож наука. 

да, правильно, полностью с Вами согласен. Просто у меня будет еще один раунд на днях (он планирует вторую часть доклада), и хотелось очень аргументированно разнести его утверждения в тот самый пух и прах, так как я сам очень на это скептически смотрю. Но просто сказать, что де это не работает, потому, что не работает - вроде не верно, надо хоть какую-то аргументацию привести. Если он сможет после этого мои аргументы опровергнуть, то тогда я смогу понять почему у них там все это работает, а если нет, будет очевидно что это очередная теория, высосанная из пальца, лишь бы статейки накропать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

7 часов назад, iiv сказал:

. . . Спасибо большое, k155la3 за комментарий! Не, тут не про МРТ речь, совсем. . . .

Тогда, вот прямо сейчас, забираю все свои слова и буквы обратно !!! :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites

10 hours ago, iiv said:

да, верно, я как раз к этому все и клоню, так ккак похоже это единственно разумный метод, и, так как ультразвук на 40МГц уже реальность, то если делать на кратных гармониках (типа 40*8МГц) то может и реально что-то получить.

так ведь, как SSerge указал, частота будет та же, откуда возьмётся 1/8 гармоника от ЭМ?

а на 40МГц в ЭМ поле, пространственного разрешения не будет.

 

10 hours ago, iiv said:

очередная теория, высосанная из пальца, лишь бы статейки накропать.

достаточно пары циферок хотя бы очень оценочных, сколько МВт надо вкачать в тушку, чтобы там от разогрева побежали акустические волны с хоть сколько-нибудь детектируемой мощности, то есть КПД преобразования ЭМ в акустику. чтобы сравнить с обычным УЗИ.

 

ну и отдельно если бы там всё было так хорошо с УЗ томографией ей давно бы пользовались, исключительно в акустике, облепив со всех сторон сеткой излучателей/приёмников, и без дополнительных ЭМ полей. но почему-то так не делают.

Share this post


Link to post
Share on other sites

2 hours ago, _pv said:

так ведь, как SSerge указал, частота будет та же, откуда возьмётся 1/8 гармоника от ЭМ?

а на 40МГц в ЭМ поле, пространственного разрешения не будет.

Спасибо! Да, полностью согласен, я просто пытался для себя понять чем же можно объяснить различие частот EM и УЗ, что было в докладе. Похоже там просто голая теория, и их просто так на разных частотах сделать нельзя.

2 hours ago, _pv said:

ну и отдельно если бы там всё было так хорошо с УЗ томографией ей давно бы пользовались, исключительно в акустике, облепив со всех сторон сеткой излучателей/приёмников, и без дополнительных ЭМ полей. но почему-то так не делают.

как я понимаю с обычной УЗ томографией в общем-то есть возможность получать хорошие картинки, но это сопряжено с довольно большими сложностями, а именно, для точности около 0.3мм (как в КТ и МРТ) надо оцифровывать от 10МГц, приемников и передатчиков надо много, и, самое главное, надо очень точное позиционирование этих датчиков на теле с хорошим касанием, а тело-то дышит и двигается, то есть задача в общем-то оказывается очень не тривиальной и стоимость решения будет выше какой-нибудь классики с КТ или МРТ, где датчики не привязаны к телу.

Share this post


Link to post
Share on other sites

55 minutes ago, iiv said:

как я понимаю с обычной УЗ томографией в общем-то есть возможность получать хорошие картинки, но это сопряжено с довольно большими сложностями

ну я про это и говорю, что и так не особо распространённый метод, а если ещё к нему добавить "а давайте теперь заменим нормальные излучатели какой-то термоакустикой с совершенно непонятной мощностью" лучше думаю не станет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...