Лапшин Д.Н. «Слуховая система кровососущих комаров» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 51 (2024)

Комары воспринимают низкочастотные звуки перистыми антеннами, расположенными на голове насекомого. Вызванные звуковыми волнами вибрации антенн передаются многочисленным механорецепторам и затем преобразуются в электрические потенциалы. Минимальные пороги реакций роящихся комаров на акустические стимулы не превышают 20 дБ или 0.5 μ/с. В то же время, средняя скорость полета комаров в рое порядка 0.5 м/с. Таким образом, скорость потока воздуха, действующего на антенны летящего комара, в миллион раз превышает его минимальный слуховой порог. Пока остаются невыясненными принципы обработки сигналов, обеспечивающие столь высокую помехозащищенность слухового канала у этих насекомых. Положение антенн у комаров согласовано с пространственной ориентацией наиболее чувствительных слуховых рецепторов. Результирующие диаграммы направленности ориентированы в пространстве таким образом, чтобы перед комаром формировалась зона сравнения (зона перекрытия), в которой правая и левая системы могут эффективно воспринимать сигнал от источника звука. Для комаров характерно брачное поведение, основанное на излучении и восприятии акустических сигналов в процессе поиска и сближения с половым партнером. Предположительно, в задачи слуховой системы комаров входит также акустическое обнаружение объектов нападения, в том числе и человека, по шуму движения или вокализации. Это может дать комарам дополнительные преимущество, так как в отличие от обоняния или зрения, восприятие низкочастотных акустических сигналов на небольших дистанциях практически не зависит от направления ветра и наличия экранирующей растительности.

Костив А.Е. «Определение минутного объема дыхания водолаза по шумам под водой» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 51-52 (2024)

Традиционно водолазом, даже в любительском погружении, ведется журнал самоконтроля (Diving LogBook), куда заносятся сведения о погружении, о самочувствии. Одним из основных количественных параметров при исследовании легочной вентиляции дыхательной системы является минутный объем дыхания (МОД), оцениваемый как количество литров дыхательной смеси, прошедших через легкие за одну минуту (л/мин). МОД водолаза находится в диапазоне от 7.5 л/мин (при отдыхе) до 60 л/мин (при нагрузке (перемещение со скоростью 1.2 узла). Контроль легочной вентиляции водолаза во время погружения традиционно производится по прибору учета скорости расхода или давления дыхательной смеси, который требуется встраивать в арматуру водолазного оборудования. Рассматриваемый в работе способ оценки легочной вентиляции водолаза не требует вмешательства в конструкцию дыхательной арматуры водолазного снаряжения. Определение минутного объема дыхания водолаза под водой основано на регистрации шумов дыхания водолаза, выделении шумов вдоха, определение продолжительности шумов вдоха за одну минуту и вычисление минутного объема дыхания водолаза под водой как результат суммарной продолжительности шумов вдоха за одну минуту, умноженной на значение скорости непрерывной принудительной подачи дыхательной смеси. Значения скорости непрерывной принудительной подачи дыхательной смеси дыхательного аппарата, как правило, указывается производителем в паспорте к водолазному снаряжению. Способ может быть реализован на любом дыхательном оборудовании использующим сжатую дыхательную смесь и поступающую в дыхательные пути через редуктор высокого давления на каждый вдох.

Ахи А.В. «Влияние пространственной неопределенности прихода шумовых сигналов и временной нестабильности частотной модуляции спектральных составляющих на их восприятие, дифференцировку и классификацию дельфинами (Tursiops truncatus)» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 52 (2024)

Исследование способности слуховой системы дельфинов классифицировать шумовые сигналы по заданным инвариантным признакам происходило в условиях пространственной неопределенности одновременного предъявления положительного и отрицательных классов сигналов. Поставленная перед дельфином задача была усложнена введением нестабильности дискретных составляющих спектра сигнала как по частоте, так и по времени. Частотная модуляция спектральных составляющих, как функция от времени, была вариативна в хаотическом, шумоподобном режиме. Оценена эффективность работы животных на разных стадиях усложнения задачи до установления порога сложности, при котором классификация сигналов становится недостоверной.

Беликов Р.А., Волк Г.М., Галутин В.З. «Возможность применения двухканального высокочастотного приемника градиента давления для оценки одновременно лоцирующих млекопитающих в компактной группе» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 52 (2024)

На основе полевых записей акустических сигналов беломорских белух, выполненных с использованием донной станции с двухканальным высокочастотным приемником градиента давления, проанализирована возможность оценки стабильности популяции морских млекопитающих по их акустической активности в шельфовой зоне. Предложен алгоритм обработки локационных сигналов белух для определения их количества в акватории по пространственным, временным и частотным характеристикам. Рассмотрены особенности обработки локационных сигналов при совпадении пачек локационных импульсов, при совпадении пеленгов на одновременно лоцирующих особей и при совпадении частоты следования импульсов в наложенных пачках.

Горовой С.В., Катин И.О. «Предварительные данные о спектральных и корреляционных характеристиках гидролокационных сигналов белух Delphinapterus leucas, полученные в приморском океанариуме» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 53 (2024)

Гидролокационные сигналы белух Delphinapterus leucas представляют собой последовательности из 10 и более импульсов длительностью до единиц миллисекунд, следующих через регулярные интервалы времени. В Приморском океанариуме, в открытом плавучем вольере прямоугольной формы, находящемся в б. Парис, о. Русский залива Петра Великого Японского моря, содержатся 4 взрослые самки белух. Описаны предварительные результаты анализа гидроакустических сигналов, зарегистрированных в полосе частот до 400 кГц при выполнении экспериментов по локации данными белухами опускаемого в воду за пределами вольера и погружающегося до дна предмета: участвующая в эксперименте белуха находится на глубине порядка 1 м у одной из сторон вольера и выполняет обнаружение и гидролокационное обследование данного предмета, а остальные находятся у противоположной стороны вольера, удерживаются вблизи поверхности тренерами и не создают локационных сигналов. Приведены осциллограммы и спектрограммы зарегистрированных сигналов, на которых видны как локационные, так и отраженные от лоцируемого предмета эхосигналы, а также взаимные корреляционные функции входящих в локационные последовательности импульсов, описана методика проведения экспериментов.

Бибиков Н.Г., Макушевич И.В., Пигарев И.Н. «Вариабельность вариабельности импульсной активности нейронов слуховой коры неанестезированной кошки» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 53 (2024)

Фоновая импульсная активность нейронов слуховой коры ненаркотизированных млекопитающих как в состоянии бодрствования, так и во сне представляет собой точечный процесс, характеризуемый высокой пачковостью и выраженными фрактальными свойствами. Обычно этот процесс рассматривают как близкий к стационарному. Между тем ряд экспериментальных данных демонстрирует, что сами свойства фоновой активности одиночного нейрона коры могут существенно и хаотически изменяться во времени. Для изучения такой вариабельности статистических свойств процесса были исследованы основные параметры, характеризующие фрактальные свойства фоновой активности (индекс Хёрста и максимальное значение фактора Фано) в динамике за значительные, но быстро следующие друг за другом интервалы времени. Подтверждены описанные ранее сравнительно медленные и разнообразные временные изменения статистических свойств исследованной фоновой активности. Кроме того, выявлена достоверная корреляция временного течения указанных выше характеристик (индекс Хёрста и фактор Фано). Таким образом, импульсация корковых нейронов может существенно изменять свои особенности с течением времени. Эти изменения иногда оказываются существенно различными даже у близко расположенных нейронов коры.

Егорова М.А., Акимов А.Г. «Частотные эффекты стимул специфической адаптации нейронов первичной слуховой коры бодрствующей мыши (Mus musculus) к последовательностям звуковых импульсов» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 54 (2024)

Выполнено нейрофизиологическое исследование частотных эффектов стимул-специфической адаптации нейронов первичной слуховой коры бодрствующих домовых мышей. На фоне адаптации к последовательности из четырех идентичных тональных сигналов, имитирующих временную структуру серий криков дискомфорта мышат, взрослым самкам предъявляли пятый стимул, отличающийся от первых четырех только по частоте. Это приводило к освобождению от адаптации в ответах нейронов на пятый стимул, т.е. величина ответа на пятый стимул превышала ответы на второй – четвертый стимулы.

Лупанова А.С. «Сравнительный анализ вокализаций диких и линейных домовых мышей (Mus musculus)» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 54 (2024)

Акустическая коммуникация у таких социальных животных, как домовые мыши (Mus musculus), играет важную роль в регулировании основных биологических функций, таких как поиск половых партнеров, забота о потомстве, установление иерархии и другие социальные взаимодействия. Информация об особи и ее физиологическом состоянии кодируется посредством физических характеристик издаваемого крика, к которым можно отнести длительность, значения основной частоты, ее максимальное и минимальное значения, частотную модуляцию и др. Так как вокализации мышей подвержены изменениям в зависимости от их линейной принадлежности большое количество научных работ посвящены параметрам сигналов у разнообразных линий лабораторных мышей. Однако неизвестно можно ли применять эти данные при исследовании диких популяций домовой мыши. В работе впервые выполнен сравнительный анализ структурно-временных характеристик криков лабораторных (гибридов линий CBA и С57BL\6) и диких мышей. В работе произведена аудио-видео регистрация акустического поведения животных. Выполненный спектрально-временной анализ оборонительного крика самок при половом поведении и ультразвукового крика самок при назо-назальном контакте показал сходство вокального репертуара у лабораторных и диких мышей. Также у них не выявлены отличия в поведенческих маркерах: позах, стойках, последовательности ритуального поведения

Хорунжий Г.Д., Егорова М.А. «Оценка слуховой чувствительности крыс со сниженной экспрессией гена дофаминового транспортера» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 54-55 (2024)

Фактором развития таких тяжелых патологий центральной нервной системы, как болезнь Паркинсона и синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), являются нарушения функций дофаминергической системы. Известно, что развитие болезни Паркинсона у человека затрагивает также процессы сенсорного восприятия, включая слуховое (Василенко и др., 2010; Jafari et al., 2020). Таким образом, актуальным направлением медико-биологических исследований остается поиск изменений слуховой чувствительности, отражающих раннее развитие нарушений дофаминергической системы, в том числе, у трансгенных животных, выступающих в качестве экспериментальных моделей таких патологий. В данной работе методом регистрации коротколатентных слуховых вызванных потенциалов (КСВП) выполнена сравнительная оценка характеристик слуха крыс линий Wistar и трансгенной линии DAT-KO со сниженной экспрессией гена Slc6a3, кодирующего транспортер обратного захвата дофамина (DAT). КСВП, зарегистрированные у крыс обеих линий, состояли из 5 волн (пиков) со средним латентным периодом 3 мс (первый пик) – 7 мс (пятый пик). Полученные данные продемонстрировали сходство амплитудных параметров КСВП (соотношение амплитуд волн I–V) крыс линии Wistar и полученной на ее основе линии DAT-KO. С учетом сведений о возрастании латентных периодов волн КСВП у пациентов, страдающих болезнью Паркинсона (Ampar et al., 2020; Jafari et al., 2020), более информативным в отношении поиска коррелят нарушений дофаминергической системы в активности слуховых центров мозга может оказаться анализ временных характеристик КСВП.

Крохмаль А.А. «Экспериментальная оценка точности вычислительного пакета k wave в задачах транскраниального ультразвука» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 55 (2024)

Для обеспечения эффективного и безопасного воздействия фокусированным ультразвуком на заданную область мозга, например, в целях нейромодуляции или открытия гематоэнцефалического барьера, предварительно выполняется тщательное планирование с использованием численных расчетов, вопрос о точности которых остается открытым. Основная цель данной работы – оценить точность вычислительного пакета k-Wave в моделировании распространения ультразвукового пучка через костную ткань в линейном режиме в контексте планирования транскраниальной ультразвуковой терапии. Измерения акустического поля внутри черепов методом акустической голографии и численные расчеты были сделаны для набора из четырех ex-vivo человеческих черепов в диапазоне частот от 270 кГц до 1 МГц. Сравнение профилей и пространственного распределения давления показало, что численные расчеты хорошо воспроизводят экспериментальные результаты даже в случае сильных аберраций. В большинстве случаев расхождения в положении фокуса находились в пределах 2 мм, расхождения в максимальной амплитуде давления – в пределах 20%, а в фокальном объеме – в пределах 50%. Результаты показывают, что численные расчеты с помощью программного пакета k-Wave обладают высокой точностью и могут адекватно предсказывать положение и объем фокальной зоны и уровень акустического давления, также давать представление о сложной структуре поля внутри черепа.

Чупова Д.Д., Солонцов О.В., Гаврилов Л.Р., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Сравнение возможностей механического и электронного перемещения фокуса многоэлементного излучателя при фокусировке мощного ультразвука через кости черепа» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 55-56 (2024)

Метод неинвазивной ультразвуковой нейрохирургии основан на фокусировке ультразвука через невскрытый череп в заданные участки мозга. В клинической практике для проведения таких операций используется система ExAblate Neuro (Insightec Ltd, Israel). Полусферическая геометрия многоэлементного излучателя системы ограничивает возможности механического и электронного перемещения фокуса решетки, так что доступной для неинвазивной ультразвуковой хирургии является только центральная область мозга, примерно ±2.5 см относительно центра головы человека. Важной задачей является расширение возможной области облучения. Целью данной работы является сравнение возможностей механического и электронного перемещения фокуса нового класса решеток, выполненных в виде сегмента сферы с меньшим углом фокусировки. Акустическая модель черепа была построена на основе анонимизированных данных компьютерной томографии. Расчеты с компенсацией аберраций, вызванных костями черепа, проводились в программном пакете k-wave для разработанной в нашей лаборатории модели 256-элементной компактной решетки с рабочей частотой 1 МГц. Фокус излучателя перемещался вдоль его оси. Получено, что электронная фокусировка позволяет перемещать фокус в пределах 2 см вдоль оси решетки относительно ее центра кривизны при уменьшении амплитуды в фокусе менее чем на 10% по сравнению с амплитудой в геометрическом фокусе излучателя. Для механического перемещения аналогичный диапазон составляет 3 см. Для расширения области фокусировки планируется исследовать комбинацию механического и электронного перемещения фокуса.

Пестова П.А., Рыбянец А.Н., Сапожников О.А., Карзова М.М., Юлдашев П.В., Цысарь С.А., Котельникова Л.М., Хохлова В.А., Швецов И.А. «Численное решение задачи ультразвукового объемного нагревания биоткани с поверхностным охлаждением» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 56 (2024)

Одним из побочных эффектов неинвазивной терапии с помощью фокусированного ультразвука является нежелательный перегрев и повреждение кожи. Данный эффект может проявляться как при облучении глубоко расположенных, так и подкожных слоев биологической ткани. Для защиты кожи, а также самого фокусирующего излучателя часто используется охлаждение контактной среды, расположенной между кожей и излучателем. Недавно учеными ЮФУ был разработан нефокусированный излучатель для объемного нагревания подкожных слоев ткани, представляющий собой плоскую прямоугольную пьезопластину (15×25×1 мм), наклеенную на алюминиевую пластину (25×40×3 мм), которая охлаждалась путем циркуляции холодной воды (14–18°С) через ее боковые каналы. Алюминиевая пластина находится в прямом контакте с кожей, предотвращая ее перегрев. В настоящей работе был разработан численный алгоритм, позволяющий рассчитать нагрев ткани с учетом поглощения ультразвука и охлаждения кожи пластиной. Моделирование трехмерного температурного поля в ткани проводилось на основе уравнения теплопроводности. Решение сначала строилось независимо для задач охлаждения кожи пластиной и нагрева ткани тепловыми источниками акустического поля, а затем полученные решения складывались в силу линейности задачи. Для расчета тепловых источников использовались данные акустической голографии, полученные для излучателя при его работе на частоте 2.09 МГц. Акустическая мощность варьировалась от 5 до 30 Вт, время облучения – от нескольких секунд до нескольких минут, параметры биоткани соответствовали табличным значениям говяжьей печени. Было показано, что предложенный подход позволяет осуществлять объемный нагрев ткани с максимумом температуры на глубине 2 см при незначительном изменении температуры ее приповерхностного слоя на глубинах до 5 мм. Результаты расчетов сравнивались с полученными ранее в ЮФУ экспериментальными данными, в которых была продемонстрирована возможность достижения объемной тепловой абляции ткани при сохранении интактности поверхностного слоя.

Ерофеев А.В., Острейко О.В., Шаракшанэ А.С., Грановский Н.В., Спирин Д.В., Мансфельд А.Д., Аносов А.А. «Исследование возможности контроля локальной гипертермии лазерного нагрева на фантоме ткани головного мозга человека методами пассивной акустической термометрии и инфракрасной термографии» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 57 (2024)

Проведены эксперименты с локальным лазерным нагревом модельных объектов на основе фантома ткани головного мозга человека. Локальная гипертермия позволяет достигать циторедукции опухолевой ткани. При этой медицинской процедуре важно точно локализовать область нагрева, а также контролировать размеры и температуру нагреваемой опухолевой ткани. Локальный нагрев проводился хирургическим лазером (IPG Photonics, Фрязино) на длинах волн 0.97 и 1.56 мкм с мощностью 2 Вт. Были получены данные о закономерностях распределения температуры в фантоме ткани головного мозга человека в зависимости от времени и локализации его нагрева. Результаты обработки данных, полученных при совместном использования методов пассивной акустической термометрии (ПАТ) и инфракрасной термографии (ИКТ) для объективного контроля глубинной и поверхностной температур фантома ткани головного мозга человека хорошо согласуются, что позволяет точнее определять параметры ослабления теплового воздействия локального нагрева на клетки опухоли головного мозга человека. С помощью ИК-термометрии определили, как меняются во времени размеры областей циторедукции, в которых температура превышает 45 и 60°С. Также было показано, что при глубине источника нагрева 2 см ПАТ сразу регистрирует увеличение глубинной температуры, в то время как ИКТ показывает начало нагрева только через 1.5 минуты после включения источника (видимо, через время достижения тепла до поверхности фантома). Таким образом, совместное использование ПАТ и ИКТ дает возможность более эффективно оценивать тепловое состояние тканей головного мозга человека.

Грановский Н.В., Аносов А.А., Ерофеев А.В., Мансфельд А.Д., Беляев Р.В., Санин А.Г. «Экспериментальная проверка основных соотношений при корреляционном приеме теплового акустического излучения» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 57-58 (2024)

Ранее был предложен и рассмотрен способ восстановления распределения температуры при корреляционном приеме, что позволяет существенно повысить пространственное разрешение метода. Для этого было предложено складывать с определенными весами кросскорреляционные функции, полученные с помощью линейной решетки датчиков. В настоящей статье осуществлен корреляционный прием теплового акустического излучения парой датчиков с целью исследования и анализа возможности использовать результаты, полученные в радиоастрономии, в задачах акустотермометрии. Для получения экспериментальных значений корреляционного измерения теплового акустического излучения использована пара приемников. В ходе эксперимента изменялись такие параметры как размер нагретых источников, расстояние от источника до датчиков, а также нагретый источник сдвигался перпендикулярно акустической оси системы. Так же были рассчитаны кросскорреляционные функции теплового акустического излучения. Сравнение экспериментальных и расчетных значений параметров кросс – корреляционных функций показывает их сходство с учетом погрешности измерений.

Карзова М.М., Цысарь С.А., Пестова П.А., Папикян Л.А., Хохлова В.А. «Демонстрация в физическом эксперименте преимуществ использования ударно волновых импульсно периодических режимов фокусировки мощного ультразвука для тепловой абляции биоткани» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 58 (2024)

Неинвазивная технология HIFU применяется в клинической практике для тепловой абляции биологических тканей путем воздействия фокусированными ультразвуковыми волнами. Формирование объемных тепловых разрушений, состоящих из множественных единичных, происходит за счет тепловой диффузии, которая приводит к неопределенности конечной формы разрушения и может повлечь нежелательные повреждения окружающих тканей. В данной работе исследованы импульсно-периодические режимы облучения с постоянной по времени средней мощностью, при этом увеличение пиковой мощности компенсировалось увеличением скважности. Главным преимуществом высокоамплитудных режимов является образование в фокусе ударных фронтов в профиле волны из-за сильного проявления нелинейных эффектов и, как следствие, быстрое получение разрушения в строго заданной области за счет эффективного тепловыделения на ударных фронтах. В работе была создана экспериментальная установка для имитации в лабораторных условиях ударно-волновых режимов фокусировки в клинической HIFU системе MRgHIFU Sonalleve (Profound Medical Corp., Canada). В качестве источника мощного ультразвука использовался одноэлементный излучатель с частотой 1.2 МГц, фокусным расстоянием 120 мм и полным углом схождения 60°. В экспериментах ex vivo на различных биологических тканях было показано, что использование ударно-волновых импульсно-периодических режимов облучения позволяет в несколько раз увеличить скорость тепловой абляции по сравнению с непрерывным режимом за счет усиления нагрева в присутствии ударных фронтов и отражения пучка от возникающих в фокусе парогазовых полостей кипения, а также визуализировать процесс формирования теплового разрушения с помощью диагностического ультразвука за счет рассеяния на пузырьках кипения.

Пономарчук Е.М., Цысарь С.А., Кадрев А.В., Чупова Д.Д., Пестова П.А., Карзова М.М., Папикян Л.А., Квашенникова А.В., Данилова Н.В., Мальков П.Г., Черняев А.Л., Буравков С.В., Хохлова В.А. «Пилотная демонстрация возможности неинвазивной нетепловой ультразвуковой деструкции рака кишки человека ex vivo методом гистотрипсии с кипением» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 58-59 (2024)

Одним из активно развивающихся приложений мощного фокусированного ультразвука является его применение в неинвазивной хирургии, в частности, для механического (т.е. нетеплового) разрушения опухолей внутри организма человека методом гистотрипсии с кипением (ГК) с помощью ударно-волновых ультразвуковых импульсов миллисекундной длительности. Рак кишки является третьим по распространенности в мире онкологическим заболеванием (ВОЗ,2022), для лечения которого потенциально может быть применен метод ГК в качестве неинвазивной альтернативы стандартным хирургическим методам лечения. Целью настоящей работы была экспериментальная проверка возможности применения метода ГК для неинвазивного механического разрушения рака кишки человека ex vivo. Модуль Юнга аутопсийного образца рака сигмовидной кишки человека измерялся методом эластографии сдвиговой волной для подтверждения клинической репрезентативности аутопсийного материала. Затем в образце, заключенном в агарозный гель и погруженном в бассейн с дегазированной водой при 34°C, получалось объемное разрушение с помощью кольцевой решетки с рабочей частотой 2МГц и углом фокусировки 67.5° путем облучения трехмерной сетки из 5×5×2 фокусов (шаг 1 мм, 150 импульсов длительностью 1 мс с периодом повторения 0.1 с на точку). Оценка параметров ударной волны в ткани (P+/P-/As=91/-13/78 МПа) осуществлялась путем комбинации измерений методом акустической голографии и численного моделирования в программном комплексе “HIFU beam”. Успешно полученное ГК-разрушение визуализировалось как с помощью диагностического УЗИ-датчика, так и гистологически.

Николаев А.Л., Саранцев А.В., Гопин А.В., Дежкунов Н.В. «Сравнительная оценка влияния ультразвука и β-излучения на активность фермента щелочная фосфатаза» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 59 (2024)

Проведено сравнительное исследование раздельного и комбинированного влияния ультразвука (0,88 МГц, 2,64 МГц; 1–3 Вт/см²) и β-излучения на кинетические параметры фермента щелочная фосфатаза В качестве источника β-излучения использовался источник типа ИРУС-I с радионуклидами стронций-90 + иттрий-90, и мощностью дозы 8,26±0,05 Гр/мин. В экспериментах варьировались последовательности воздействий ультразвука и ионизирующего излучения. Установлено, что в отличие от γ-излучения, супераддитивный эффект инактивации фермента наблюдается при любых последовательностях воздействий. Однако при первоначальном β-воздействия эффект выражен более ярко. Четкий дозовый максимум супераддитивности, соответствует 40 минутам каждой последовательности комбинируемых воздействий. Определены эквиваленты мощностей доз ультразвукового и радиохимического воздействия по конверсии иодидного и ферросульфатного дозиметров.

Ермоленко О.А., Глушков Е.В., Глушкова Н.В. «Выявление диагностических признаков остеопороза по характеристикам бегущих волн» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 59-60 (2024)

Ультразвуковые бегущие волны чувствительны к механическим и геометрическим свойствам костей, что теоретически позволяет использовать их для диагностики остеопороза. Однако верхний слой мягких тканей создает трудности в извлечении полезной информации о состоянии ослабленных слоев кости из регистрируемых на поверхности сигналов. Для выявления скрытых диагностических признаков используют математическое и компьютерное моделирование волновых процессов в многослойных образцах, имитирующих волноводные свойства трубчатых костей. В работе рассматривается полуаналитическая модель, основанная на явном представлении бегущих волн через контурные интегралы обратного преобразования Фурье матрицы Грина исследуемых волноводов. Асимптотика бегущих волн выводится из интегральных представлений с помощью теории вычетов. Проведенный анализ показал, что амплитуда функции Грина костной структуры, а, следовательно, и точки дисперсионных кривых, извлеченные из измеренных данных методом матричных пучков, практически нечувствительны к изменениям, происходящих во внутренних слоях. Поэтому здесь плохо работает традиционный подход к решению обратной задачи определения геометрических и упругих параметров волновода по данным поверхностных измерений, который базируется на минимизации невязки между экспериментальными и теоретическими дисперсионными кривыми бегущих волн. Взамен предлагается новая форма целевой функции в виде суммы значений обратных элементов матрицы Грина в экспериментальных точках дисперсионных кривых. Это позволило оценить толщину и упругие свойства внутренних слоев, получив их стабильные значения для различных образцов. Еще одним перспективным диагностическим признаком является распределение частот резонансного отклика, которое проявляется в спектре измеренных данных в виде хорошо регистрируемых пиков. Численные эксперименты показали монотонное уменьшение резонансных частот по мере ослабления внутреннего слоя.