МЕХАНИЧЕСКИЙ ИМПЕДАНС
БИОЛОГИЧЕСКИХ МЯГКИХ ТКАНЕЙ

Общие сведения
Средства измерения
Эксперимент
Спектральные измерения
Одночастотные измерения
Моделирование природы
Публикации
Дополнительная информация
Телефон: (831) 416 49 86
E-mail: eugene@appl.sci-nnov.ru
English version
Назад
Радиофизика в медицине
ИПФ РАН

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Импедансные характеристики биологических мягких тканей определяются в экспериментах по вдавливанию в ткани относительно небольшого жесткого колеблющегося штампа на основе измерения кинематических характеристик штампа (смещения (U), скорости (V) или ускорения (A)) и силы сопротивления тканей деформированию (F). Для полного описания свойств тканей в этих экспериментах могут быть использованы действительная и мнимая части любой одной из трёх равноправных характеристик: комплексной жесткости K = -F/U, комплексного механического импеданса Z = -F/V и комплексной инерционности M = -F/A - или любая пара независимых величин, в частности, действительные части жесткости и импеданса (ReK и ReZ). Исследования импедансных свойств биологических тканей ведутся достаточно давно, а в последнее время они получили новый толчок в связи с развитием современных компьютерных средств измерений и обработки данных. Начались такие исследования еще в 40-х годах в связи с проблемой согласования с телом человека различных контактных датчиков. Несколько позднее начались исследования импедансных свойств различных тканей, исследования зависимости импедансных свойств тканей от их состояния и разработка способов оценки состояния тканей на основе измерения импедансных свойств. В рамках этой проблематики новыми направлениями работы являются разработка способа реконструкции механических свойств слоистых тканей по данным спектральных импедансных измерений, то есть по частотным зависимостям импедансных характеристик, и разработка способа непрерывного мониторинга импедансных характеристик тканей с высоким временным разрешением по данным одночастотных измерений. Эти способы открывают новые возможности слежения за изменениями вязкоупругих характеристик тканей, в первую очередь мышц, в ходе различных физиологических и патологических процессов и в ходе развития реакции на различные тестовые воздействия. Таким образом, открываются новые возможности для проведения биомеханических и медико-диагностических исследований нервно-мышечной системы человека, например, при изучении механизма управления движением или при изучении действия различных лекарственных препаратов.
В течение нескольких последних лет в ИПФ РАН выполнен цикл теоретических и экспериментальных работ, связанных с изучением взаимодействия колеблющегося индентора с биологическими тканями, разработаны портативные и компьютерные устройства для измерения механического импеданса тканей, а также проведен ряд исследований поверхностных тканей человека импедансным методом.