Bioacoustic range equation

• Autorzy: Opieliński K. J. , Gudra T.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In order to describe and analyze the bioacoustic link, the authors of this study used a modified range explicit equation formulated for a hydroacoustic link. The equation makes it possible to design a bioacoustic link by assuming a given study range in a biological medium, and estimating the required power ratio or power level drop, and then selecting a value for the ratio by means of ultrasonic transducer parameters. A biological medium submerged in water between a transmitting and receiving ultrasonic transducer was studied in a streamlined manner as quasi-homogeneous, or more specifically, in the form of a multilayered tissue structure with parallel border surfaces. In the paper, sample calculations of the relation between power level drop and the length of the bioacoustic link in biological media, for ultrasonic wave frequency in the range of 1 – 5 MHz were performed; using a modified range explicit equation formulated for a hydroacoustic link. The calculations were verified in an experiment.

Słowa kluczowe

EN

bioacoustic link; hydroacoustic link; range equation; biological media

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Akustyczne. Oddział Gdański
• Czasopismo: Hydroacoustics
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 19
• Strony: 307--318
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Opieliński K. J.

• Chair of Acoustics and Multimedia, Electronics Faculty Wroclaw University of Science and Technology Wybrzeze Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw

autor

Gudra T.

• Chair of Acoustics and Multimedia, Electronics Faculty Wroclaw University of Science and Technology Wybrzeze Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw

Bibliografia

• [1] R.J. Urick, Principles of Underwater Sound, McGraw-Hill Book Company, USA, 1983.
• [2] Z. Jagodziński, Przenoszenie sygnałów podwodnych na falach ultradźwiękowych, Archiwum Akustyki, Vol. 3(4), 1968 [in Polish].
• [3] J. Bednarek, T. Gudra, K. Opieliński, Analiza wybranych parametrów równania zasięgu dla łącza aerolokacyjnego, XXXIX Otwarte Seminarium z Akustyki OSA'92, Kraków, 113-116, 1992 [in Polish].
• [4] T. Gudra, K. Opieliński, Komputerowy model łącza ultradźwiękowego w powietrzu, Akustyka Molekularna i Kwantowa, Vol. 16, 57-62, 1995 [in Polish].
• [5] T. Gudra, K. Opieliński, Computer model of acoustic link in a pipe with a flowing gas medium: Pt. 1. Perturbation of ultrasonics transducer directivity pattern, Proceedings of the International Symposium on Hydroacoustics and Ultrasonics, Gdańsk-Jurata, 299- 302, 1997.
• [6] T. Gudra, K. Opieliński, Computer model of acoustic link in a pipe with a flowing gas medium: Pt. 2. Accuracy improvement of medium flow velocity determination, Proceedings of the International Symposium on Hydroacoustics and Ultrasonics, Gdańsk-Jurata, 303-306, 1997.
• [7] T. Gudra, K. Opieliński, Ultrasonic transducers working in the air with the continuous wave within the 50 kHz - 500 kHz frequency range, Ultrasonics, Vol. 42(1-9), 453-458, 2004.
• [8] T. Gudra, K.J. Opielinski, The range equation of the ultrasonic link in gas media, Ultrasonics, Vol. 44, e1423-e1428, 2006.
• [9] K.J. Opieliński, Instrukcja użytkowa programu KML 1.0 i 1.5 – Komputerowy Model Łącza Ultradźwiękowego dla powietrza w warunkach statycznych, Pracownia Techniki Ultradźwiękowej, Zakład Akustyki, Instytut Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1994 [in Polish].
• [10] X. Liu, J. Li, Ch. Yin, X. Gong, D. Zhang, H. Xue, The transmission of finite amplitude sound beam in multi-layered biological media, Physics Letters A, Vol. 362, 50-56, 2007.
• [11] J. Wójcik, Conservation of energy and absorption in acoustic fields for linear and nonlinear propagation, Journal of Acoustical Society of America, Vol. 104(5), 2654- 663, 1998.
• [12] J. Wójcik, Transport energii w polu fali ultradźwiękowej, Prace IPPT PAN, Vol. 2, Warszawa, 1999 [in Polish].
• [13] J. Wójcik, A new theoretical basis for numerical simulations of nonlinear acoustic fields, Proceedings of the 15th International Symposium on Nonlinear Acoustics in Goettingen, Vol. 524, American Institute of Physics, Melville, New York, 141-144, 2000.
• [14] J.C.B. Leite, J.L. San Emeterio, W.C.A. Pereira, Reflection and transmission of plane ultrasonic pulses in a three layer biological structure, 19th International Congress on Acoustics ICA 2007, ULT-13-014, Madrid, p.6, 2007.
• [15] K.J. Opieliński, Zastosowanie transmisji fal ultradźwiękowych do charakteryzowania i obrazowania struktur biologicznych Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2011 [in Polish].
• [16] H.F. Olson, Acoustical Engineering, D. Van Nostrand Company, Canada, 1957.
• [17] Z. Jagodziński, Przetworniki ultradźwiękowe, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1997 [in Polish].
• [18] F.S. Foster, J.W. Hunt, Transmission of ultrasound beams through human tissue – focusing and attenuation studies, Ultrasound in Medicine and Biology, Vol. 5(3), 257- 268, 1979.
• [19] K.J. Opieliński, P. Pruchnicki, T. Gudra, P. Podgórski, J. Kurcz, T. Kraśnicki, M. Sąsiadek, J. Majewski, Imaging results of multi-modal ultrasound computerized tomography system designed for breast diagnosis, Computerized Medical Imaging and Graphics, Vol. 46, 83–94, 2015.
• [20] W. Marczak, Woda jako wzorzec w pomiarach prędkości propagacji ultradźwięków w cieczach, Akustyka Molekularna i Kwantowa, Vol. 17, Oddział Górnośląski PTA, 1996 [in Polish].
• [21] K.J. Opieliński, Ultrasonic parameters of hen’s egg, Molecular and Quantum Acoustics, Vol. 28, 203-216, 2007.
• [22] K.J. Opielinski, P. Pruchnicki, M. Jozwik, J. Majewski, T. Gudra, M. Bulkowski, W. Roguski, Breast Ultrasound Tomography: Preliminary in vivo Results, Chapter in: Advances in Intelligent and Soft Computing, Vol. 1, Information Technologies in Biomedicine 2016, Springer Verlag, editors: E. Piętka, J. Kawa, W. Więcławek, 193- 205, 2016.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)