Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

15.03 Ультразвук в лабораторных медицинских исследованиях

 

Малыхин А.Ю., Скрылёв А.В., Панич А.А. «Терапевтический фокусирующий ультразвуковой преобразователь» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 213-221 (2020)

Настоящее исследование выполнено на стыке двух направлений: инженерно-технологического и биомедицинского, в результате которого разработан терапевтический фокусирующий ультразвуковой преобразователь, предназначенный для выявления и неинвазивного лечения новообразований. Принцип действия заключается в излучении ультразвуковых колебаний высокой интенсивности в пятно фокуса (High Intensity Focused Ultrasound – HIFU). Это позволяет точечно воздействовать на выбранные области и проводить абляцию воспалённых, либо чужеродных тканей без открытого хирургического вмешательства. На основе характеристик пьезокерамических материалов, выпускаемых в НТБ «Пьезоприбор» выполнено математическое моделирование HIFU-преобразователя. Основу составляет пьезокерамический элемент, выполненный в форме тонкостенного сегмента сферы с центральным отверстием, изготовленный из пьезоматериала П П-35. Центральное отверстие диаметром 41,4 мм предназначено для датчика визуализации, выполняющего роль «наводчика» сфокусированного ультразвукового пучка. Принцип работы преобразователя заключается в следующем: фокусное пятно с максимальным акустическим давлением находится в области, захватываемой УЗИ-совместимым датчиком. Изображение передаётся на монитор, после чего принимается решение на какие области и с какой интенсивностью воздействовать ультразвуковым преобразователем. Изучены амплитудно-частотные характеристики преобразователя. Получены зависимости активной проводимости от частоты в свободном и нагруженном на воду состояниях. Измерены уровни акустического давления в пятне фокуса. Построены диаграммы распределения интенсивности излучения в плоскости и в трехмерном пространстве, проведены работы по воздействию ультразвукового преобразователя на различные органические материалы и ткани: органическое стекло толщиной 10 мм, мышечная ткань курицы. Получены зависимости силы воздействия от подводимой к преобразователю мощности, а также частоты задающего сигнала. Экспериментально показана возможность использования преобразователя в составе комплекса HIFU-терапии. Сформулированы выводы о перспективах использования одноэлементных фокусирующих ультразвуковых преобразователей и многоэлементных с распределённым пятном фокуса.

Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 213-221 (2020) | Рубрики: 14.02 15.03

 

Дай Вэньци, Алексеев Ю.Г., Королёв А.Ю., Будницкий А.С. «Пластическое формообразование наконечника концентратора-волновода для ультразвуковой эндоваскулярной абляции» Наука и техника, 20, № 2, с. 101-108 (2021)

Одним из наиболее эффективных методов лечения внутрисосудистых образований в настоящее время является применение ступенчатых ультразвуковых волноводных систем трубчатого типа (концентраторов-волноводов) с полым сферическим наконечником. Его наличие обеспечивает возможность подачи жидких сред в зону дислокации внутрисосудистого образования с целью дополнительного кавитационного воздействия, а также максимально эффективное разрушение внутрисосудистых образований за счет виброударного воздействия. При существующих особенностях методов формообразования для получения полого сферического наконечника концентратора-волновода целесообразно использовать методы пластического деформирования – раздачу и обжим. В статье представлены результаты предварительного расчета, численного моделирования и экспериментальных исследований процессов формообразования наконечника концентратора-волновода раздачей и обжимом. На основе метода конечных элементов в среде программного комплекса ABAQUS выполнено моделирование операций раздачи и обжима трубной заготовки, позволившее: оценить напряженно-деформированное состояние деформируемого конического участка заготовки, изменение толщины стенки в процессе формоизменения и рассчитать длину заготовки для оформления конического участка; установить закономерности влияния геометрических параметров на силовые режимы процесса раздачи; установить параметры режимов формообразования наконечника концентратора-волновода методом раздачи и обжима, обеспечивающие формирование требуемой геометрии. Полученные результаты предварительного расчета, численного моделирования и экспериментальных исследований процессов формообразования наконечника концентратора-волновода раздачей и обжимом имеют схожие значения, что подтверждает корректность использования как метода предварительного расчета, так и численного моделирования при разработке технологии изготовления концентратора-волновода.

Наука и техника, 20, № 2, с. 101-108 (2021) | Рубрики: 14.03 15.03

 

Изранов В.А., Казанцева Н.В., Белецкая М.А. «Проблемы методических подходов к измерению и оценке размеров печени при УЗИ» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Естественные и медицинские науки, № 1, с. 73-91 (2017)

Размеры печени варьируют в зависимости от возраста и типа телосложения человека. Пальпация и перкуссия – стандарты клинического обследования, но они не позволяют точно оценить незначительные увеличения печени. Точное измерение размеров печени особенно важно, когда предполагается ее заболевание. Но, согласно ряду исследований, измерение продольного размера печени значительно варьирует в зависимости от метода исследования и техник, используемых оператором. Измерение размеров печени с помощью УЗИ до сих пор не вошло в рутинную практику из-за отсутствия надежных и воспроизводимых методик. В данной работе обсуждаются результаты различных методов исследования размеров печени и варианты нормальных размеров в зависимости от возраста и конституции человека.

Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Естественные и медицинские науки, № 1, с. 73-91 (2017) | Рубрики: 15.01 15.03

 

Кобинец Ю.В., Изранов В.А., Мартинович М.В., Казанцева Н.В., Степанян И.А. «Эхографическая семиотика диффузных изменений печени – верификация методом точечной эластографии сдвиговой волны» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Естественные и медицинские науки, № 3, с. 29-37 (2017)

В исследовании осуществлена оценка выраженности эхографических изменений в печени при различных стадиях фиброза. Обследовано 63 пациента. Всем пациентам было выполнено стандартное ультразвуковое исследование печени и селезенки в В-режиме и эластометрия печени. При эластометрии измерение скорости сдвиговой волны осуществляли в IX, VIII и VII межреберьях по передней подмышечной линии на глубине до 6,0 см от поверхности кожи. Выявлено, что при стадиях фиброза F1 и F2 у пациентов встречались от 1 до 4 эхографических симптомов; при фиброзе F3 и F4 – от 3 до 11 эхографических симптомов. Отмечено, что при увеличении стадии фиброза количество эхографических симптомов в основном увеличивается. Выделена особая группа пациентов из 12 человек без явных эхографических симптомов, но с верифицируемым фиброзом F2-F4 по эластометрии. У данной группы при верифицированном фиброзе F2-F4 эхографические симптомы не определялись в 42% случаев, что составило 8% от общего количества пациентов. В 12% случаев при F3- и F4-стадиях фиброза встречались лишь 1–2 эхографических симптома. Сделан вывод, что обнаружение у пациента хотя бы одного эхографического симптома должно насторожить врача ультразвуковой диагностики в плане возможного наличия фиброза или цирроза.

Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Естественные и медицинские науки, № 3, с. 29-37 (2017) | Рубрики: 15.01 15.03

 

Изранов В.А., Казанцева Н.В., Мартинович М.В., Белецкая М.А., Пономарев Н.А. «Оценка точности вычисления стандартного объема при ультразвуковой волюметрии печени» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Естественные и медицинские науки, № 3, с. 37-49 (2017)

Произведена оценка точности различных формул вычисления стандартного объема печени и выбор оптимальных формул для сопоставления с результатами волюметрии по простой в использовании формуле Дж. Т. Чайлдс. Материал и методы исследования – антропометрические данные, включая возраст, пол, вес, рост и вычисление площади поверхности тела, а также размеры печени у 36 здоровых добровольцев. У всех обследованных определен объем печени с помощью различных формул, учитывающих площадь поверхности тела или произведение трех размеров печени (косого вертикального размера правой доли, толщины правой доли и толщины левой доли печени). В качестве идеальной с точки зрения удобства применения в практической работе врача УЗД и высокой точности результатов вычисления была выбрана формула Дж. Т. Чайлдс. Относительно этой формулы вычислялся процент отклонений результатов всех других формул. Обнаружено, что наиболее точной формулой вычисления стандартного объема печени является формула А. Чоукер, которая может быть рекомендована в качестве референсной оценки долженствующего объема при УЗ волюметрии печени по Дж. Т. Чайлдс.

Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Естественные и медицинские науки, № 3, с. 37-49 (2017) | Рубрики: 15.01 15.03

 

Изранов В.А., Ермаков А.В., Гордова В.С., Мартинович А.В., Степанян И.А., Казанцева Н.В. «Выбор оптимальной формулы ультразвуковой волюметрии на основе линейных размеров печени (ex-vivo исследование)» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Естественные и медицинские науки, № 4, с. 39-47 (2017)

Установлена оптимальная формула для вычисления объема печени на основе ее линейных размеров ex vivo. У 33 трупов методом вытеснения жидкости был определен объем печени и измерены линейные размеры печени. Сравнивались объемы печени, полученные с использованием пяти формул, включающих линейные измерения.

Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Естественные и медицинские науки, № 4, с. 39-47 (2017) | Рубрики: 15.01 15.03