Пестова П.А., Карзова М.М., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Использование фокусированных ударно-волновых пучков для подавления эффектов диффузии при объемной тепловой абляции биоткани» Акустический журнал, 69, № 4, с. 417-429 (2023)

Представлены результаты численного моделирования, имитирующего эксперимент по облучению ткани говяжьей печени ex vivo мощным фокусированным ультразвуком с помощью терапевтической решетки клинической системы MR-HIFU (Sonalleve V1 3.0T, Profound Medical Corp., Canada). Рассмотрены и сравниваются непрерывный квазилинейный и импульсно-периодические ударно-волновые режимы облучения с одинаковой средней по времени мощностью. Объемные тепловые разрушения создавались путем перемещения фокуса излучателя в его фокальной плоскости по дискретным траекториям, состоящим из двух либо четырех концентрических окружностей с максимальным радиусом 4 мм. Проанализировано влияние критерия контроля тепловой дозы в процессе облучения и критерия остановки воздействия ультразвуком на форму, объем и время создания теплового разрушения. Акустическое поле в ткани рассчитывалось с помощью уравнения Вестервельта, температурное поле моделировалось с помощью неоднородного уравнения теплопроводности, граница разрушения определялась в соответствии с порогом тепловой дозы. В квазилинейном режиме, соответствующем клиническому, тепловая диффузия приводит к удлинению формы разрушения в 2–3 раза вдоль оси ультразвукового пучка по сравнению с поперечным размером траектории. Использование импульсно-периодических ударно-волновых режимов облучения с отключением внутренних окружностей траектории по мере достижения на них порогового значения тепловой дозы позволяет существенно подавить эффекты тепловой диффузии в аксиальном направлении пучка и получить локализованные тепловые разрушения заданной формы с сопоставимой клиническому случаю скоростью тепловой абляции.