Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

15.01 Ультразвук в медицинской диагностике. Сонография (УЗИ)

 

Кравчук Д.А., Старченко И.Б. «Математическое моделирование оптикоакустического сигнала от эритроцитов» Вестник новых медицинских технологий: Теоретический и научно-практический журнал, 25, № 1, с. 96-101 (2018)

Проведено математические моделирование генерации оптоакустического сигнала от источника сферической формы. Поскольку 80% эритроцитов имеют сферическую форму, поэтому рассматривалась модель сферических источников оптоакустического сигнала. При воздействии на биожидкость (кровь) лазерным импульсом, происходит термическое расширение в жидкости, которое представляет собой процесс поглощения света в ограниченном объеме с последующей тепловой релаксацией и излучением ультразвуковых волн. Механизм теплового расширения представляет интерес для применения в медицинской диагностике, т.к. он является неинвазивным методом исследований. Зная законы формирования оптоакустического сигнала от объектов сферической формы, в результате воздействия лазера, можно определить количество кровяных телец. Оптоакустические сигналы могут использоваться для изображения пространственного распределения оптических поглотителей. В работе разработана математическая модель, описывающая процесс формирования оптоакустического сигнала от эритроцитов наглядно демонстрирует возможность создания лазерного цитометра in vivo. Решено волновое уравнение для короткого лазерного импульса и сферической формы источника оптоакустического сигнала в жидкости. Рассчитаны амплитуды звукового давления, построен частотный спектр сигнала для реальных размеров эритроцитов с учетом среды поглощения лазерного излучения.

Вестник новых медицинских технологий: Теоретический и научно-практический журнал, 25, № 1, с. 96-101 (2018) | Рубрики: 06.17 15.01

 

Сухоручкин Д.А., Юлдашев П.В., Цысарь С.А., Хохлова В.А., Свет В.Д., Сапожников О.А. «Эхо-импульсная ультразвуковая визуализация в применении к транскраниальной диагностике структур головного мозга» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 578-582 (2018)

Приводятся результаты компьютерного моделирования распространения акустических импульсов в неоднородной среде, имитирующей голову человека в двумерной и трехмерной геометрии. В трехмерном эксперименте черепная кость представлялась в виде жидкого слоя со скоростью звука, соответствующей скорости продольных волн в кости. В двумерном эксперименте учитывались как продольные, так и поперечные волны. На основе полученных в ходе численного эксперимента данных исследовалась возможность получения ультразвукового изображения точечных рассеивателей с использованием компенсации аберраций, вносимых костями черепа. Показано, что даже простая коррекция времени задержки вдоль прямых лучей приводит к существенному улучшению качества ультразвукового изображения через неоднородный по толщине твердотельный слой.

Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 578-582 (2018) | Рубрики: 13.04 15.01

 

Клемин В.А., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Клемина А.В., Стародумова А.И., Горшкова Т.Н. «Применение высокодобротного термостатируемого акустического интерферометра для исследования изменений структуры белков сыворотки крови человека» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 607-612 (2018)

Представлены результаты применения акустического интерферометрического метода определения белка в крови человека. Данный акустический метод базируется на высокоточных измерениях температурных зависимостей скорости и частотных и температурных зависимостях поглощения ультразвука. Измерения акустических характеристик сыворотки крови выполнялись с помощью интерферометра постоянной длины в акустических ячейках объемом около 80 мкл в температурном диапазоне 28–40°C, в частотном интервале 1.4–14 МГц.

Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 607-612 (2018) | Рубрики: 13.04 15.01

 

Полянский А.И., Сапожников О.А. «Теоретическое исследование кавитационного механизма возникновения артефакта мерцания при ультразвуковой визуализации почечных камней» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 616-620 (2018)

Рассмотрен один из возможных механизмов артефакта мерцания – рассеяние зондирующих импульсов на газовых пузырьках, расположенных на поверхности камня. Построена численная модель для расчета ультразвуковых сигналов, возникающих в результате рассеяния диагностических УЗ-импульсов на почечном камне и на расположенных на его поверхности пузырях. Моделирование проводится на основе уравнений эластоупругости, описывающих распространение возмущений малой амплитуды в твердой среде, и уравнения Нолтинга–Непайреса, позволяющего рассчитать поведение радиуса газового пузырька и вычислить соответствующий рассеянный сигнал. Полученные результаты позволяют заключить, что кавитация газовых пузырьков действительно может быть причиной возникновения артефакта мерцания.

Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 616-620 (2018) | Рубрика: 15.01

 

Швецова Н.А., Макарьев Д.И., Швецов И.А., Щербинин С.А., Рыбянец А.Н. «Новые методы и конструкции фокусирующих пьезопреобразователей для ультразвуковой диагностики и терапии» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 3, с. 293-298 (2018)

Разработаны новые методы формирования HIFU-полей с использованием динамической фокусировки и гармонического многочастотного возбуждения для ультразвуковой диагностики и терапии. Разработаны и исследованы новые конструкции ультразвуковых преобразователей высокой интенсивности (HIFU) на основе высокоэффективных композиционных материалов. Выполнено конечно-элементное и конечно-разностное моделирование HIFU-преобразователей и процессов распространения ультразвуковых волн в биологических тканях. Проведены измерения параметров пьезокерамических материалов, пьезоэлементов и акустических полей фокусирующих ультразвуковых преобразователей. Выполнены эксперименты на биологических тканях ex vivo, подтверждающие эффективность, селективность и безопасность разработанных HIFU-преобразователей и методов формирования акустических полей.

Известия РАН. Серия физическая, 82, № 3, с. 293-298 (2018) | Рубрики: 15.01 15.02

 

Зиганшин А.М., Уразбахтина Ю.О., Кулавский В.А., Никитин Н.И., Галиакберова З.Р. «Ультразвуковая сканер-приставка для мониторинга объема матки в послеродовом периоде» Вестник новых медицинских технологий: Теоретический и научно-практический журнал, 25, № 1, с. 156-161 (2018)

Основной причиной материнской смертности во всем мире по данным ВОЗ являются кровотечения. В мире ежедневно от кровотечения умирает в среднем 500 женщин, и в 50% случаев это связано гипоатоническим кровотечением в послеродовом периоде. В статье авторами предлагается схема функциональная ультразвуковой сканер-приставки для автоматического, неинвазивного мониторинга объёма матки в послеродовом периоде. В значительном количестве случаев это связано с отсутствием современных методов диагностики в раннем послеродовом периоде. Авторами подробно описана схема функциональная сканер-приставки, позволяющая мониторировать объём полости матки для диагностики тяжести кровопотери в послеродовом периоде. Сканер-приставка оснащена системой оповещения и обработки сигналов, позволяющей передавать информацию о состоянии пациенток в реальном масштабе времени по технологии Bluetooth, оповещать аудио-, видеосигналами медицинский персонал. Внедрение предлагаемой сканер-приставки позволит своевременно диагностировать, оповестить персонал о необходимости своевременного начала мероприятий по остановке маточного кровотечения, что будет способствовать раннему началу лечебных мероприятий по профилактике маточного кровотечения в раннем послеродовом периоде, снизит частоту развития массивного кровотечения, тем самым материнскую смертность.

Вестник новых медицинских технологий: Теоретический и научно-практический журнал, 25, № 1, с. 156-161 (2018) | Рубрика: 15.01