Techniki ultradźwiękowe w badaniach in vitro materiałów kostnych. Przegląd zastosowań

• Autorzy: Kubik J. , Pakuła M.

Warianty tytułu

EN

Ultrasonic techniques in studies of bone materials. Review of experimental methods

• Konferencja: Sesja Naukowa "Mechanika Stosowana"
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaprezentowano główne metody ultradźwiękowe stosowane w laboratoryjnych badaniach materiałów kostnych: metodę fali ciągłej i impulsowej, metody mikroskopii ultradźwiękowej i rozpraszania wstecznego. Zdefiniowano ilościowe miary wykorzystywane do charakteryzowania materiałów kostnych w oparciu o pomiary ultradźwiękowe oraz przedyskutowano ważniejsze problemy metodologiczne wynikające ze specyfiki badanych materiałów. Zwrócono uwagę na takie elementy jak niewielkie wymiary dostępnych próbek, niejednorodność i anizotropia materiałów oraz wielofazowy charakter ośrodka. W pracy zebrano reprezentatywne dane liczbowe dla wybranych rodzajów materiałów pochodzenia ludzkiego i zwierzęcego, wyznaczone z pomocą omawianych metod.

Słowa kluczowe

PL

fala ultradźwiękowa; kość gąbczasta; kość zbita

EN

ultrasonic wave; cancellous bone; cortical bone

• Wydawca: Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy
• Rocznik: 2004
• Tom: Z. 54(243)
• Strony: 7--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Kubik J.

• Instytut Mechaniki Środowiska i Informatyki Stosowanej, Akademia Bydgoska im. Kazimierza Wielkiego, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz

autor

Pakuła M.

• Instytut Mechaniki Środowiska i Informatyki Stosowanej, Akademia Bydgoska im. Kazimierza Wielkiego, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz

• Instytut Mechaniki Środowiska i Informatyki Stosowanej, Akademia Bydgoska im. Kazimierza Wielkiego, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] Ashman R.B., Cowin S.C., Van Burskirk W.C., Rice J.C., 1984. A continuous wave technique for the measurement of the elastic properties of cortical bone, Journal of Biomechanics, 17, 349-361.
• [2] Bamber J.C., 1998. Ultrasonic properties of tissues in: Ultrasound in Medicine, eds. F.A. Duck, A.C. Baker, H.C. Starritt [In:] 57-88, IOP.
• [3] Biot M.A., 1956. Theory of propagation of elastic waves in a fluid saturated po-rous solid. I Low frequency range, JASA 28, 2, 168-178.
• [4] Chaffai S., Padilla F., Berger G., Laugier P., 2000. In vitro measurement of the frequency-dependent attenuation in calcellous bone between 0.2 and 2 MHz, JASA 108, 3, 1281-1289.
• [5] Chaffai S., Roberjot V., Peyrin F., Berger G., Laugier P., 2000. Frequency de-pendence of ultrasonic backscattering in cancellous bone: Autocorrelation mod-el and experimental results, JASA, 108, 5, 2403-2411.
• [6] Cowin S.C., 1999. Bone poroelasticity, Journal of Biomechanics, 32, 558-562.
• [7] Duck F.A., 1990. Elastic moduli of bone and teeth, Physical properties of tissue – Chapter 5.
• [8] Fonseca R.J.M., 1993. Scanning Acoustic Microscopy – Recent Applications in Materials Science, Adv. Mater., 5, 7/8.
• [9] Hokosawa A., Otani T., Ultrasonic wave propagation in bovine cancellous bone, JASA 101, 1, 558-562
• [10] Hokosawa A., Otani T., 1998. Acoustic anisotropy in bovine cancellous bone, JASA 103, 5, 2718-2722.
• [11] Hoffmaister B.K., Whitten S.A., Rho Y., 2000. Low-megahertz ultrasonic prop-erties of bovine cancellous bone, Bone, 26, 6, 635-642.
• [12] Kaczmarek M, Pakuła M., Kubik J., 2000. Multiphase nature and structure of biomaterials studied by ultrasound, Ultrasonic, 38, 703-707.
• [13] Katz L.J., Meunier A., 1970. The elastic anisotropy of bone, Journal of Biome-chanics, 20, 1063-1070.
• [14] Katz L.J., Meunier A., 1997. Scanning Acoustic Microscopy of Human and Canine Cortical Bone Microstructure at High Frequencies, Bone Research in Biomechanics, eds. G. Lowet et all, 123-137, IOS Press.
• [15] Lang S.B., 1998. Elastic coefficients of animal bone, Science, 165, 287-288.
• [16] Langton C.M., Palmer S.B., Porter R.W., 1984. The measurement of broadband ultrasonic attenuation in cancellous bone, Engineering in Medicine, 13, 2, 89-91.
• [17] Laugier P., Droin P., Laval-Jeantet A.M., Berger G., 1997. In vitro assesment of the relationship between acoustic properties and bone mass density of the cal-caneus by comparision of ultrasound parametric imaging and quantitative computed tomography, Bone, 20, 2, 157-165.
• [18] Litniewski J., Nowicki A., Sawicki A., 2000. Detection of bone disease with ultra-sound – comparision with bone densitometry, Ultrasonics, 38, 693-697.
• [19] Melish R.W.E., Garrahan N.J., Compson J.E., 1999. Age-related changes in tra-becular width and spacing in human iliac crest biopses, Bone and Mineral, 6, 331-338.
• [20] O’Donell M., Miller J. G., 1981. Quantitative broadband ultrasonic backscatter: An approach to nondestructive evaluation in acoustically inhomogenous materials, J. Appl. Phys., 52, 2, 1056-1065.
• [21] Serpe L. J., Rho J.Y., 1995. Broadband ultrasound attenuation values depend-ence on bone width in vitro, Phys. Med. Biol., 40, 1-6.
• [22] Wear K.A., 1999. Frequency dependence of ultrasonic backscatter from human trabecular bone: Theory and experiment, JASA, 106, 6, 3659-3664.
• [23] Wear K.A., 2000. Anisotropy of ultrasonic backscatter and attenuation from human cancellous: Implications for relative roles of absorption and scattering in determining attenuation, JASA, 107, 6, 3474-4479.
• [24] Wear K.A., Garra B.S., 1998. Assesment of bone density using ultrasonic backscatter, Ultrasound in Medicine and Biology, 24, 5, 689-695.
• [25] Williams J.L., 1992. Ultrasonic wave propagation in cancellous and cortical bone: Prediction of some experimental results by Biot’s theory, JASA 91(2), 1106-1112.
• [26] Wu C., Glüer C., Lu Y., Fuerst T., Hans D., Genant H.K., 1998. Ultrasound char-acterization of bone demineralization, Calcified Tissue, 62, 133-139.