Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

13.02 Распространение акустических волн в тканях и органах

 

Стрельцов Д.А., Клемина А.В., Стародумова А.И. «Исследование частотных характеристик суспензий эритроцитов методом интерферометра постоянной длины при воздействии растворов глюкозы» Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 401-403 (2017)

Реакция Майяра – химическая реакция между аминокислотой и сахаром. Эта реакция между белками и сахарами (т. н. гликирование) имеет место и в живом организме. В нормальных условиях скорость реакции настолько мала, что её продукты успевают удаляться. Однако при резком повышении сахара в крови при диабете реакция значительно ускоряется, продукты накапливаются и способны вызвать многочисленные нарушения (например, гиперлипидемии). Особенно это выражено в крови, где резко повышается уровень повреждённых белков (например, концентрация гликозилированного гемоглобина является показателем степени диабета). Эритроциты содержат гемоглобин, который при стойком повышении глюкозы в организме (при сахарном диабете), подвергается реакции гликирования, почти в первую очередь, и содержание гликированного гемоглобина в эритроците возрастает. Мы предполагаем, что при этом может изменяться сжимаемость и вязкость эритроцитов. Для проверки этого предположения были исследованы частотные зависимости скорости и поглощения ультразвука в суспензии отмытых в физрастворе эритроцитов, которые выдерживались в течение суток в растворах глюкозы разной концентрации. Суспензии для исследования получались путем смешивания в пропорции 1:1 трехкратно отмытых в физрастворе эритроцитов крови человека и растворов глюкозы нужной концентрации. Измерения проводили в интервале частот от 7,5 до 8,5 МГц. Это наиболее пригодный для работы интервал частот. В этой области ошибка измерений будет наименьшей, так как добротность резонансных пиков максимальна. Все исследования проводились на акустическом анализаторе «БИОМ».

Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 401-403 (2017) | Рубрика: 13.02

 

Спивак А.Е., Шнейдман Д.Д., Демин И.Ю. «Измерение скорости сдвиговой волны в анизотропной среде (скелетная мышца)» Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 411-413 (2017)

Одним из наиболее информативных методов ультразвуковой диагностики на сегодняшний день является эластография на сдвиговых волнах (метод SWEI Shear Wave Elasticity Imaging), которая по измерениям скоростей этих волн позволяет оценить упругие свойства мягких биологических тканей, а именно модули сдвига и Юнга. Существует множество экспертных ультразвуковых систем, в которых реализуется данный метод. Каждая из них, в зависимости от производителя, по-своему отображает данные о свойствах среды. К примеру, Siemens Acuson выводит информацию о скорости сдвиговой волны, а новейший ультразвуковой томограф Supersonic Aixplorer может выводить как скорость сдвиговой волны, так и модуль Юнга. Для медицинского приложения этой информации более чем достаточно, однако её не хватает для более точного исследования свойств среды. Так, значительную проблему представляет исследование тканей с выраженной анизотропией, например, скелетных мышц. В таких исследованиях методы экспертных систем оказываются мало полезны, так как применяемые в них алгоритмы основаны на усреднении полученных результатов измерений, что недопустимо при анизотропии ткани. Устраняющий вышеупомянутые проблемы метод был реализован на системе Verasonics с открытой архитектурой, которая представляет собой универсальный ультразвуковой диагностический прибор, предназначенный для макетирования и отладки различных алгоритмов медицинской акустики. Были использованы возможности данной системы для обработки данных не в реальном времени, которые позволили извлекать необходимые данные из разных точек среды.

Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 411-413 (2017) | Рубрика: 13.02

 

Смирнов А.В., Клемина А.В. «Исследование частотных зависимостей поглощения ультразвука в растворах альбумина акустическим методом» Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 417-419 (2017)

Целью исследования явилось изучение частотной зависимости акустических параметров в растворах бычьего альбумина. Бычий сывороточный альбумин – это глобулярный белок плазмы крови, растворимый в воде и солевых растворах. Молекулярная масса 69 кДа. Концентрация в сыворотке крови в норме 40–50 г/л. По строению молекула нативного белка близка к эллипсоиду вращения и напоминает молекулярный кристалл со строгой конформационной структурой полипептидной спирали (цепи). Следует отметить, что в структуре кристаллического белка существенную роль играют молекулы воды. Размеры молекулы альбумина оценочно 5 нм. Альбумин вносит основной вклад во внутрисосудистое давление, регулирует вместе с другими белками плазмы pH крови.

Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 417-419 (2017) | Рубрика: 13.02

 

Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин С.В. «Природа импульсных акустических сигналов, снимаемых с головы человека» Биомедицинская радиоэлектроника, № 9, с. 3-10 (2017)

Выяснена природа недавно обнаруженных на висках испытуемых, находящихся в состоянии покоя, акустических импульсных сигналов. Обнаружены корреляции акустических сигналов с электромиографическими сигналами при расположении акустических приемников и электромиографических электродов в пределах одной мышцы: височной или бицепса.

Биомедицинская радиоэлектроника, № 9, с. 3-10 (2017) | Рубрика: 13.02

 

Леонов Д.В., Кульберг Н.С., Громов А.И., Морозов С.П., Ким С.Ю. «Исследование причин возникновения мерцающего артефакта в доплеровских режимах ультразвукового медицинского диагностического устройства» Акустический журнал, 64, № 1, с. 100-111 (2018)

Исследуется мерцающий артефакт в режиме ультразвуковой доплеровской визуализации. Он проявляется чаще всего в виде быстро меняющихся окрашенных пикселей в окрестности гиперэхогенных объектов. В спектральном доплеровском режиме при этом наблюдается “белый” шумовой спектр. Данный эффект может быть использован как дополнительный клинический признак при диагностике камней в почках и кальцинатов в мягких тканях. В исследовании используются “сырые” данные из приемного модуля ультразвукового медицинского диагностического устройства. Эксперименты проводились на специально изготовленном фантоме с использованием образцов, обладающих предсказуемыми свойствами. Подтверждены две физические причины возникновения артефакта (кавитация и вынужденные колебания конкремента). Найдены характерные особенности, отличающие сигналы обеих разновидностей мерцающего артефакта. DOI: 10.7868/S0320791918010124

Акустический журнал, 64, № 1, с. 100-111 (2018) | Рубрика: 13.02