Руденко О.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Нелинейная акустика в медицине» Медицинская физика, № 11, с. 31-32 (2001)

Руденко О.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Нелинейная акустика в медицине» Медицинская физика, № 1, с. 31-32 (2011)

Хохлова В.А., Wang Y.-N., Буравков С.В., Maxwell A.D., Khokhlova T.D., Lin D.W., Сапожников О.А., Bailey M.R., Schade G.R. «Гистологичесий анализ механических разрушений в ex-vivo почках человека и свиньи под действием высокоинтенсивного фокусированного ультразвука» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 38-45 (2014)

Большинство современных клинических приложений высокоинтенсивного фокусированного ультразвука в неинвазивной хирургии (HIFU) основано на быстром нагревании среды за счет поглощения энергии ультразвуковой волны, ведущем к тепловой денатурации ткани в области фокуса. Недавно, учеными университета штата Вашингтон и МГУ был разработан новый метод, позволяющий механически разрушать ткани при импульсно-периодическом воздействии сфокусированными волнами с высокоамплитудными ударными фронтами. Используются импульсы миллисекундной длительности, вызывающие сверхбыстрый нагрев ткани в фокусе и ее взрывное вскипание в течение каждого из импульсов. Взаимодействие ударных фронтов с образующейся паро-газовой полостью миллиметрового размера приводит к механической дезинтеграции ткани на субклеточные фрагменты. Работоспособность метода уже была показана на еx-vivo тканях говяжьей печени и сердца, а также свиной почке in-vivo. В работе механические разрушения были получены в еx-vivo тканях человеческой и свиной почки. Приводится описание проведенных экспериментов, обсуждаются результаты сравнительного анализа и гистологических исследований полученных разрушений.

Аносов А.А., Казанский А.С., Мансфельд А.Д. «Кровоток и теплопродукция в предплечье, измеренные методом акустотермографии» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 3-10 (2014)

Внутренняя температура конечностей тела человека определяется температурой притекающей крови, а также теплотой, выделяющейся при различных химических реакциях. Для физиологии важно определить (и разделить) степень влияния и кровотока, и теплопродукции на изменение температуры. Методом акустотермометрии были получены параметры кровотока и теплопродукции в предплечье человека при физической нагрузке. Для измерений теплового акустического излучения был использован датчик многоканального акустотермографа, разработанного в ИПФ РАН (полоса пропускания 1.2–2.7 МГц, пороговая чувствительность при времени интегрирования 10 с – 0.3 К). Испытуемые (в измерениях участвовали 3 человека) сжимали-разжимали кисть в течение 100 с (за это время успевали совершать 120±5 движений). При этом использовали два варианта проведения эксперимента: на плечо накладывали (чтобы снизить кровоток в предплечье) или не накладывали жгут. После работы испытуемый отдыхал, а измерения продолжались. Результаты измерений показывают, что температура предплечья сразу же начинала расти (быстрее без жгута) и достигала максимума (акустояркостная температура повышалась на приблизительно 1.5 К без жгута и на 0.5 К со жгутом) уже после окончания работы (через приблизительно 100 с без жгута и через 200 с со жгутом), после чего снижалась. Полученные данные позволили оценить удельный кровоток: 0.023 мин^–1, что согласуется с литературными оценками: 0.02–0.07 мин^–1). В процессе работы кровоток увеличивался приблизительно в 7–8 раз. Величина теплопродукции к концу работы составляла 0.0043 К/с. Отметим, что дополнительно проводились измерения в ИК диапазоне, что позволяло следить за изменением температуры поверхности кожи. При расчетах глубинной температуры использовали уравнение теплопроводности, предложенное Пеннесом для тела человека, с учетом кровотока и дополнительных источников теплопродукции. Расчеты с использованием экспериментально полученных данных показывают, что максимум глубинной температуры предплечья в покое составляет 36°С. Физическая нагрузка только за счет теплопродукции повышает эту температуру до 37°С, а добавление кровотока – до 38°С. Проведенные эксперименты позволили отработать методику акустотермографических измерений на испытуемых, что является важным этапом доведения метода до клинической практики.

Аносов А.А., Казанский А.С., Мансфельд А.Д. «Кровоток и теплопродукция в предплечье, измеренные методом акустотермографии» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145341 (2014)

Внутренняя температура конечностей тела человека определяется температурой притекающей крови, а также теплотой, выделяющейся при различных химических реакциях. Для физиологии важно определить (и разделить) степень влияния и кровотока, и теплопродукции на изменение температуры. Методом акустотермометрии были получены параметры кровотока и теплопродукции в предплечье человека при физической нагрузке. Для измерений теплового акустического излучения был использован датчик многоканального акустотермографа, разработанного в ИПФ РАН (полоса пропускания 1.2–2.7 МГц, пороговая чувствительность при времени интегрирования 10 с – 0.3 К). Испытуемые (в измерениях участвовали 3 человека) сжимали-разжимали кисть в течение 100 с (за это время успевали совершать 120±5 движений). При этом использовали два варианта проведения эксперимента: на плечо накладывали (чтобы снизить кровоток в предплечье) или не накладывали жгут. После работы испытуемый отдыхал, а измерения продолжались. Результаты измерений показывают, что температура предплечья сразу же начинала расти (быстрее без жгута) и достигала максимума (акустояркостная температура повышалась на приблизительно 1.5 К без жгута и на 0.5 К со жгутом) уже после окончания работы (через приблизительно 100 с без жгута и через 200 с со жгутом), после чего снижалась. Полученные данные позволили оценить удельный кровоток: 0.023 мин^–1, что согласуется с литературными оценками: 0.02–0.07 мин^–1). В процессе работы кровоток увеличивался приблизительно в 7–8 раз. Величина теплопродукции к концу работы составляла 0.0043 К/с. Отметим, что дополнительно проводились измерения в ИК диапазоне, что позволяло следить за изменением температуры поверхности кожи. При расчетах глубинной температуры использовали уравнение теплопроводности, предложенное Пеннесом для тела человека, с учетом кровотока и дополнительных источников теплопродукции. Расчеты с использованием экспериментально полученных данных показывают, что максимум глубинной температуры предплечья в покое составляет 36°С. Физическая нагрузка только за счет теплопродукции повышает эту температуру до 37°С, а добавление кровотока – до 38°С. Проведенные эксперименты позволили отработать методику акустотермографических измерений на испытуемых, что является важным этапом доведения метода до клинической практики.