Лезин П.А., Халаман В.В., Бритенков А.К., Касьянов Д.А. «Влияние низкочастотного шума на поведение беломорских мидий Mytilus edulis L.» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1442-1447 (2026)

Представлены предварительные результаты лабораторных экспериментов по оценке влияния низкочастотного акустического воздействия на поведение двустворчатого моллюска Mytilus edulis L. Исследования проводились в аквариальных условиях. Акустическое воздействие на моллюсков осуществляли при помощи вибрационного излучателя сигнала. Оценка скорости формирования биссусных нитей и динамики движения створок показала, что даже кратковременное воздействие низкочастотного сигнала приводит к статистически значимому поведенческому ответу, характер которого зависит от уровня звукового давления и индивидуальных особенностей моллюсков. Полученные результаты указывают на высокую чувствительность Mytilus edulis L. к низкочастотным шумам и подтверждают необходимость дальнейших исследований. Ключевые слова: мидия, Mytilus edulis, антропогенные шумы, поведение, биссус, акустика

Глушков Е.В., Глушкова Н.В., Халтурина Д.Д. «Селективное возбуждение бегущих упругих волн системой полосовых пьезоактуаторов» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 322-327 (2026)

Разработан алгоритм определения управляющих электрических сигналов, подаваемых на систему полосовых пьезоактуаторов, прикрепленных к поверхности упругого слоистого волновода, которые обеспечивают селективное возбуждение требуемых мод бегущих волн. Ключевыми этапами алгоритма являются 1) использование экспериментально верифицированных интегральных и асимптотических представлений для суммарного волнового поля и отдельных бегущих волн, генерируемых пьезоэлементами, через элементы матрицы Грина слоистой структуры 2) решение базисного набора связных динамических контактных задач, определяющее взаимное влияние элементов системы, 3) формирование на этой основе матрицы целевой функции и 4) сведение задачи оптимизации к нелинейному матричному уравнению и получение требуемого набора управляющих параметров через решение соответствующей задачи на собственные значения. Алгоритм иллюстрируется численными примерами, показывающими возможность полного подавления нежелательных волн Лэмба. Ключевые слова: упругий слоистый волновод, пьезоэлектрические актуаторы, динамическая контактная задача, матрица Грина, оптимальные управляющие сигналы.

Халяпин А.В., Ли Юн, Петров М.И., Богданов А.А. «Связанные состояния в континууме в периодических акустических структурах» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 666-671 (2026)

Использована теоретико-групповая методика для анализа и предсказания симметрийно-защищённых связанных состояний в континууме в двумерных акустических метарешетках. Методика применена для полной классификации мод для квадратной решётки Браве. Симметрийный анализ мод Блоха в высокосимметричных точках зоны Бриллюэна позволил установить правила отбора, связывающие неприводимые представления точечной группы с радиационными свойствами. Показано, что моды, принадлежащие определенным представлениям, являются строго защищёнными от излучения ССК. Ключевые слова: связанные состояния в континууме, акустический метаматериал, акустическая метаповерхность.

Железнова А.С., Халяпин А.В., Ий Дзивей, Панкин П.С., Ли Юн, Петров М.И., Богданов А.А. «Связанные состояния в континууме в акустическом волноводе» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 672-673 (2026)

Связанные состояния в континууме (ССК) – это локализованные моды, которые существуют в спектральной области распространяющихся волн, но не излучают энергию. В акустических волноводах подобные состояния могут возникать, когда моды помещенного в волновод резонатора погружены в континуум нескольких волноводных мод. Формирование ССК обусловлено интерференционным подавлением связи между локализованными модами резонатора и распространяющимися модами волновода и объясняется в рамках теоретико-группового анализа симметрий системы. В этой работе рассматриваются акустические ССК в жёсткостенном волноводе с локальным резонатором и формулируются правила отбора, которые определяют возможность их существования. Установлено, что ССК возникают, когда волноводные моды и собственные моды резонатора относятся к разным неприводимым представлениям точечной группы симметрии, а резонатор расположен симметрично относительно центра волновода. Это ведет к полному подавлению радиационных потерь резонатора. Когда симметрия системы нарушается, например, при смещении резонатора из центра волновода, ССК разрушается и превращается в квазисвязанное состояние с конечной радиационной шириной. При этом появляются узкие резонансы с высокой, но конечной добротностью. Это открывает возможность создания акустических устройств с управляемой добротностью. Ключевые слова: связанное состояние в континууме, акустический волновод, группа симметрии, правила отбора

Набиуллина Д.И., Галимова Р.М., Крекотин Д.К., Ахмадеева Г.Н., Терегулова Д.Р., Сидорова Ю.А., Качемаева О.В., Юнусова Б.М., Гехтман О.В., Хамидуллина А.Р., Сафин Ш.М., Иллариошкин С.Н., Бузаев И.В. «Фокусированный ультразвук под контролем МРТ: новая эра нейрохирургии без разрезов» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 682 (2026)

Возможно ли было представить 100 лет назад, что внутри головного мозга можно проводить операции без единого разреза? Нет, это казалось чистой фантастикой, но уже в 1950-х годах радиохирургия начала менять парадигму нейрохирургии, а в 1960-х врачи освоили гамма-нож, открыв путь к неинвазивному воздействию на структуры мозга. Эти инновации радикально преобразовали подход к лечению, позволив влиять на глубокие очаги патологии без инвазии, однако ключевой вызов оставался – точность. Как добиться субмиллиметровой точности внутри мозга? Может ли нейрохирург исследовать целевую зону, убедиться в полной безопасности для смежных структур и лишь тогда активировать терапию – без анестезии, без трепанации, без риска инфекции? Фокусированный ультразвук под контролем магнитнорезонансной томографии (МР-ФУЗ) стал именно той "волшебной" технологией, которая воплотила эту мечту в реальность, обеспечивая точность до 0,1 мм и революционизируя лечение двигательных расстройств. В мае 2020 года в Уфе открылся Международный медицинский центр имени В.С. Бузаева – первый в России центр МР-ФУЗ, где под руководством доктора медицинских наук Галимовой Резиды Маратовны команда начала применять новейшую технологию. К 2026 году мы пролечили более 370 пациентов с тремором, включая случаи болезни Паркинсона, эссенциального тремора, дистонии, а также редких образований вроде гипоталамической гамартомы. Метод позволяет контролируемо нагревать целевую до 50°C для тестового воздействия: это дает временный эффект, позволяющий в реальном времени оценить клиническую отдачу и безопасность. Если зона соответствует критериям, энергия усиливается до 55°C, вызывая необратимый некроз без повреждения окружающих тканей. Несмотря на преимущества, МР-ФУЗ не лишен вызовов: во время процедуры нарастает цитотоксический отек в зоне воздействия, когда избыточная жидкость рассеивает ультразвук, требуя прогрессивно больших энергий для достижения целевой температуры. Это усложняет длительные сессии, но опыт команды позволяет отточить скорость терапии, минимизируя отек за счет оптимизированных протоколов, что в итоге усиливает общую безопасность и предсказуемость. Ключевые слова: фокусированный ультразвук под контролем МРТ

Голуб М.В., Канищев К.К., Арсенов М.А., Еремин А.А., Ханазарян А.Д., Дорошенко О.В., Шилько С.В., Панаи А., Румянцев И.А., Емельянов В.А. «Определение упругих свойств образцов полимерных материалов, изготовленных с использованием аддитивных технологий, по характеристикам упругих волн» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1187-1192 (2026)

Аддитивные технологии активно внедряются в инженерную практику, позволяя быстро и с приемлемой точностью изготавливать изделия сложной геометрии. Однако прогнозирование механического поведения динамически нагруженных элементов конструкций, получаемых аддитивной переработкой полимерных расходных материалов, затрудняется из-за отсутствия достоверных значений их упругих характеристик. Традиционные методы экспериментальной механики, основанные на квазистатических испытаниях стандартных образцов, не позволяют определять динамические упругие модули. В данной работе развивается альтернативный, основанный на дисперсионном анализе волн Рэлея-Лэмба, подход к определению упругих модулей рассматриваемых полимерных материалов на образцах в виде прямоугольных пластин, изготовленных послойным наплавлением. С этой целью виброскорости точек поверхности образцов измерялись с использованием лазерной виброметрии в виде B-сканов и обрабатывались методом матричного пучка. Решение обратной задачи по определению модулей упругости осуществлялось путем минимизации невязки теоретических и экспериментальных дисперсионных соотношений для однородного изотропного волновода в пространстве его упругих характеристик. Выполненные исследования показали достаточно высокий уровень корреляции полученных значений модуля Юнга с результатами испытаний на статическое одноосное растяжение. Ключевые слова: упругие бегущие волны, полимерные материалы, обратная коэффициентная задача, модули упругости, волны Лэмба.

Гаврилин П.Г., Почтарев И.С., Харасов Д.Р., Бенгальский Д.М., Трещиков В.Н. «Квазираспределенная оптоволоконная микрофонная система на основе фазочувствительного рефлектометра» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 942-946 (2026)

Продемонстрирована квазираспределенная (многоканальная) микрофонная система на базе фазочувствительного рефлектометра (Ф-OTDR) Т8 «Дунай». В качестве чувствительного элемента (микрофонов) используется цилиндрическое основание с намотанным на него стандартным одномодовым волокном. Микрофоны соединяются последовательно с помощью отрезков волоконно-оптического кабеля. В отличие от классических решений, где каждый чувствительный элемент представляет собой дискретный интерферометр с зеркалами или разветвителями, в системе основанной на Ф-OTDR само волокно представляет собой распределённый интерферометр. Демультиплексирование сигналов от отдельных микрофонов осуществляется по времени задержки обратно рассеянного света. Это позволяет значительно снизить оптические потери на каждом датчике (которые определяются в основном потерями на сварках с кабелем) и сделать создание многоканальных систем технически простым. За счёт низких потерь в волокне микрофоны могут быть удалены от блока опроса (рефлектометра) на более 100 км без использования промежуточных оптических усилителей. Ключевые слова: фазочувствительный рефлектометр, распределённый акустический датчик, волоконно-оптический микрофон

Глазко Л.А., Ли Юн, Хватов А.А., Богданов А.А. «Исследование влияния геометрии резонаторов гельмгольца на их акустические характеристики с применением методов машинного обучения» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 518-519 (2026)

Изучение геометрических факторов, определяющих резонансные свойства акустических систем, остается одной из актуальных задач современной акустики. Несмотря на существование различных аналитических моделей, описание резонаторов Гельмгольца до настоящего времени не имеет строгого и общего подхода, позволяющего в полной мере учитывать форму резонатора. В данной работе предлагается подход к исследованию резонаторов Гельмгольца, основанный на параметризации их геометрии при сохранении постоянного объема полости. Основной целью является выявление зависимости резонансных частот и распределений акустического давления от формы резонатора. Показано, что резонансная частота существенно зависит от геометрии резонатора и может отличаться от оценок, получаемых в рамках классических моделей. Для получения уточненных зависимостей используется сочетание численных методов и методов машинного обучения, включая методы автоматического поиска уравнений. Полученные результаты позволяют разрабатывать более точные модели, описывающие резонансное поведение резонаторов различной геометрии, которые могут быть использованы при проектировании акустических метаматериалов и устройств с заданными спектральными характеристиками. Ключевые слова: резонаторы Гельмгольца, параметризация геометрии, резонансные свойства, машинное обучение

Хилько А.И., Калинина В.И., Лисин А.А., Антонов А.А., Капустин И.А., Лебедев А.В. «Испытания макета приемно-излучающего комплекса для низкочастотного зондирования дна в условиях речного водохранилища» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 720-725 (2026)

Представлены результаты проведенного эксперимента с использованием нового комплекса для сейсмоакустического зондирования дна и решения геофизических задач распространения сложномодулированных сигналов в толще дна. В состав макета входят: новый продольно-изгибный низкочастотный маломощный гидроакустический излучатель и сейсмоакустическая 24-канальная приемная антенна. Комплекс для низкочастотного сейсмоакустического зондирования дна проходил испытания в мелководном русле реки Волга в Горьковском водохранилище. Используемый излучатель способен возбуждать сложные акустические импульсы в интервале частот от 80 до 2000 Гц. Были проведены измерения амплитудночастотной характеристики излучателя, а также серии экспериментов по генерации ЛЧМ-импульсов в рабочей полосе излучателя. Проведенные эксперименты показали, что данный акустический источник имеет выраженный резонанс на частоте 126 Гц, что является уникальным показателем для излучателя со сравнительно небольшими размерами в 70 см. Для анализа и оценки параметров сложной слоистой структуры реального дна акватории было проведено сравнение импульсного экспериментального отклика волновода с модельными расчётами волноводов с несколькими вариантами состава дна. Показана возможность уточнения оценок геологических параметров осадочных слоев конкретной акватории при низкочастотном зондировании дна с использованием макета указанного примено-излучающего комплекса. Ключевые слова: низкочастотный гидроакустический излучатель, приемная антенна, морское дно, эксперимент, геофизика

Хитрова А.Н. «Клиническое использование в России ФУЗ-абляции под ультразвуковым контролем: лечение опухолей брюшной полости, забрюшинного пространства, почек, органов малого таза, костно-мышечной системы, молочных желез и мягких тканей» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 685 (2026)

В настоящее время развитие хирургии несомненно идет по пути внедрения менее травматичных, малоинвазивных методов лечения. Метод ФУЗ (или HIFU) является единственным полностью неинвазивным методом локальной термической абляции. Аппараты для ультразвуковой абляции под ультразвуковым контролем опухолей брюшной полости, забрюшинного пространства, костно-мышечной системы, органов малого таза, молочных желез и мягких тканей в России появились в 2010 году. Приводятся основные технологические особенности аппаратов JC and JC B (Chongqing HAIFU Tech. Co; КНР) и HIFU-2001 (Shenzhen Huikang Medical Apparatus Co., Ltd; КНР) с точки зрения медицинской эффективности и безопасности лечения. Представлен клинический опыт автора в лечении опухолей различной локализации, а также аденомиоза. Обсуждаются показания и противопоказания к абляции, медицинские приемы и технологии абляции для достижения максимальной эффективности и безопасности лечения. Разбираются основные осложнения ультразвуковой абляции. На примере лечения злокачественных новообразований поджелудочной железы (как опухолей с наименьшей выживаемостью) показана высокая эффективность и безопасность лечения HIFU. Приводятся результаты 4-х летних наблюдений пролеченных больных (38 пациентов) с построением кривых выживаемости по стадиям рака поджелудочной железы. Наибольший мировой опыт применения термического HIFU накоплен в лечении миомы матки и аденомиоза. Автором пролечено 380 пациенток с миомой и 21 пациентка с узловым аденомиозом. Представлены результаты лечения в виде процента абляции, редукции узлов, повышения качества жизни, увеличения репродуктивных возможностей женщины (рождения детей после абляции миомы). Ключевые слова: ультразвуковая абляция, ФУЗ (фокусированный ультразвук), HIFU (высокоинтенсивный фокусированный ультразвук), термическая абляция

Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Нестеров В.А., Генне Д.В., Цхе А.В. «Развитие ультразвуковой сварки при производстве изделий медицинского назначения» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1135-1142 (2026)

Одним из востребованных направлений применения ультразвуковой сварки является производство изделий медицинского назначения, к которым относятся гибкие полимерные пакеты, используемые хранения различных медицинских препаратов, забора и хранения крови, а так же и ее производных компонентов. Существующее оборудование для производства таких изделий на базе ТВЧ технологии имеет ряд недостатков, таких как: большие энергозатраты, требовательность к свойствам свариваемых материалов и окружающим условиям, проблемы при сварке разнородных материалов, относительно большое время формирования сварного соединения. Исследования возможностей применения УЗ сварки для производства подобных изделий медицинского назначения позволили разработать технологии для: сварки листовых материалов (двух- трехслойные конструкции), сваривания элементов различной конфигурации (вваривание, так называемых, портов в тело полимерного пакета), сварки разнородных материалов (например, приваривание к основному материалу изделия паропрозрачных мембран и т.п.), формирования линейных и криволинейных протяженных сварных швов, сварных швов с замкнутым периметром, герметизации трубчатых магистралей гемоконтейнеров. В результате проведенных исследований создано оборудование для производства полимерных пакетов различного назначения, используемых службами крови, а так же УЗ оборудования для герметизации гемоконтейнеров, которое отличается высокой производительностью, экономичностью и обеспечивает требуемое качество продукции. Ключевые слова: ультразвук, сварка, контроль, качество, кровь.

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Терентьев С.А. «Реализация ультразвукового распыления» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1143-1149 (2026)

Ультразвуковое распыление обладает уникальными преимуществами, такими как высокая однородность распыления, высокая степень использования материала и высокие экономические показатели. Однако, на сегодняшний день производительность ультразвукового распыления весьма низка. Для решения этой проблемы проведены комплексные исследования полного жизненного цикла искусственно формируемых аэрозолей, которые позволяют развить физические представления, выявить новые закономерности распространения и взаимодействия аэрозольного облака с поверхностями и взвешенными частицами и разработать принципы построения аппаратурного оформления, обеспечивающего эффективное решение задач дезинфекции, пожаротушения, гидроулавливания (осаждение) пыли и других задач. На основе полученных теоретических исследований разработаны новые виды ультразвуковых аппаратов для распыления. Для уменьшения размеров формируемых частиц предложен и реализован способ многостадийного распыления, при котором происходит многократное дробление капель жидкости в поле стоячей ультразвуковой волны. Для увеличения производительности предложен и реализован гидроакустический распылитель, в котором для интенсификации процесса диспергирования на выходе жидкости из соплового отверстия в жидкости формируется кавитация. Для исключения кавитационного загрязнения распыляемых жидкостей или распыления высокотемпературных, агрессивных сред (расплавов металлов) разработаны бесконтактные УЗ излучатели, обеспечивающие диспергирование без контакта с колеблющейся поверхностью. Ключевые слова: ультразвук, распыление, колебательная система, диспергирование.

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Терентьев С.А. «Реализация ультразвукового воздействия для сушки материалов» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1168-1174 (2026)

Удаление влаги является важным этапом различных технологических процессов, особенно в химической, пищевой и биофармацевтической промышленности. Особое внимание уделяется решению проблемы ускорения сушки существенно отличающихся по структуре легкоокисляемых, термолабильных, биологически активных, горючих и взрывчатых веществ. Сегодня доказано, что процесс сушки при ультразвуковом (УЗ) воздействии является эффективным для различных продуктов, поскольку позволяет не только ускорять процесс, но обеспечивает улучшенное качество восстанавливаемых продуктов. Эффективность сушки ультразвуком обеспечивается за счет реализации кавитационных эффектов и капиллярного переноса влаги, что позволяет сохранять структуру и свойства капиллярно-пористых материалов. Однако, ускорение процесса 20–30% является недостаточным, а для коллоидных и коллоидных капиллярно-пористых материалов, к которым относится большая часть фармацевтических и биологически активных продуктов, ультразвуковая сушка на сегодняшний день практически не применяется. Проводимые в настоящее время исследования направлены на ускорение процессов удаления влаги за счет выявления и оптимизации условий и режимов УЗ воздействия, а также на максимальное сохранение качества и полезных свойств термолабильного и биологически активного материала. Представленные результаты исследований позволяют выявить оптимальные режимы реализации процессов сушки различных материалов, предложить и разработать их аппаратурное оформление для обеспечения промышленного применения и реализации всех преимуществ ультразвукового способа сушки. Ключевые слова: ультразвуковые колебания, сушка, излучатель, кавитация, ультразвуковой аппарат.

Барсуков А.Р., Голых Р.Н., Хмелев В.Н., Маняхин И.А. «Ультразвуковая интенсификация массообмена в газожидкостных системах» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1217-1223 (2026)

Основная проблема ускорения поглощения газа жидкостью за счет классического кавитационного воздействия при стандартных условиях (температура не более 20°C) обусловлена невозможностью формирования поверхностных волн на внутренней поверхности газового пузырька для увеличения межфазной поверхности взаимодействия при увеличении вязкости жидкости более 12 мПа·с, когда гидродинамические свойства жидкости мало отличаются от воды и спирта. Это объясняется быстрым затуханием волн за счёт сил вязкого трения. Однако, во многих случаях (например, при поглощении попутных нефтяных газов для предотвращения коррозии трубопровода, получении медицинских растворов, насыщаемых химически активными газами для лечебного воздействия или озонирование для обеззараживания, реализации химических технологий производства энергонасыщенных материалов) требуется реализация процесса поглощения газов жидкостями, которые при нормальных температурных условиях (20°C) имеют высокую вязкость (до 30 мПа·с). Для решения проблемы авторами работы выявлены условия, при которых УЗ воздействие обеспечивает снижение вязкости жидкости, и одновременно обеспечивает достаточную интенсивность кавитации для формирования поверхностных волн на внутренней поверхности газового пузырька и увеличение межфазной поверхности взаимодействия. Выявленные условия позволили предложить и реализовать новую технологию повышения эффективности поглощения газов в вязких жидкостях за счет единовременной оптимизации режимов ультразвукового кавитационного воздействия и температурных условий. Практическая реализация новой технологии обеспечивает увеличение поглощения газов вязкими жидкостями на 30–80%. Ключевые слова: ультразвук, моделирование, абсорбция, кавитация, жидкость, газ

Хмелев В.Н, Шалунов А.В., Цыганок С.Н. «Ультразвуковое разрушение дыма» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1160-1167 (2026)

Для ускорения ультразвукового (УЗ) осаждения частиц дыма было предложено и реализовано воздействие УЗ колебаниями, формируемыми одновременно несколькими (не менее двух) излучателями, работающие на частоте 22±1.65 кГц. Повышение эффективности обеспечено за счет изменения расстояния и направления акустической оси каждого излучателя для формирования заданной направленности излучения, формирования полосы формирования излучения и создания зон перекрытия акустических осей при работе излучателей на различных частотах. Изменение межосевого расстояния между излучателями и изменение угла наклона акустической оси каждого из излучателей обеспечивает формирование УЗ поля с заданной конфигурацией и уровнем звукового давления. При перемещении УЗ излучателей и изменение угла наклона акустической оси формируются необходимые и достаточные для разрушения дыма колебания: – на расстоянии в 1 м в виде полусферы, в которой уровень звукового давления будет не менее 145–146 дБ; – на расстояние в 2 м в виде телесного угла (угол раскрытия 90°), в котором уровень звукового давления будет не менее 140–141 дБ. Полученные результаты исследований свидетельствуют о возможности применения разработанного оборудования для оснащения специализированных частей средствами пожаротушения. При одновременном перемещение всего массива по замкнутому помещению будет осуществляться УЗ разрушение дыма во всем помещении. Ключевые слова: разрушение дыма, коагуляция, уровень звукового давления, двухчастотное воздействие, ультразвуковые колебания, ультразвуковой излучатель

Хмелёв В.Н, Шалунов А.В., Цыганок С.Н. «Излучатели изгибного типа для генерации ультразвуковых колебаний в газовых средах» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1152-1159 (2026)

Формирование упругих колебаний ультразвуковой (УЗ) частоты (выше 22 кГц) в газовых средах представляет значительный практический интерес, поскольку они позволяют передавать информацию на большие расстояния в диапазоне, недоступном для восприятия человеком в сложных метеоусловиях, в условиях акустических, электромагнитных и световых помех. Кроме того, они обеспечивают очистку воздуха от твердых и жидких частиц, осаждение дыма при пожарах, позволяют выполнять низкотемпературную сушку, разрушение пен, нанесение покрытий и реализовать другие технологические операции без непосредственного контакта излучателей с обрабатываемой средой. Основой современных УЗ излучателей для газовых сред сегодня являются металлические диски, совершающие изгибные колебания, поскольку их волновое сопротивление лучше согласуется с волновым сопротивлением газа. Анализ колебательных процессов на второй и последующих изгибных модах позволил выявить ограничения существующих дисков и создать конструкции, обеспечившие увеличение уровня звукового давления ступенчато-переменного титанового диска диаметром 146 мм до 153.2 дБ (914 Па). Применение передних фазовыравнивающих и тыльных отражательных рупоров позволило повысить уровень звукового давления на 6 дБ до 159.2 дБ (1824 Па). Проведенные исследования дисковых УЗ-излучателей различных размеров подтвердили эффективность дисков, диаметром 146 мм и позволили рекомендовать применение массивов таких дисков для дальнейшего развития излучающих систем. Ключевые слова: излучатели ультразвуковые, газовые среды, уровень звукового давления.

Хоркин В.С., Мильков М.Г., Купрейчик М.И., Манцевич С.Н. «Акустические и акустоптические свойства двуосных кристаллов на основе лития» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 934 (2026)

Представлены результаты экспериментального исследования акустических и акустооптических свойств двуосных кристаллов на основе лития – тиоиндата лития (LiInS₂, LIS), селеноиндат лития (LiInSe₂, LISe), селеногаллат лития (LiGaSe₂, LGSe) и кристалла литий-натрий-молибдена (LiNa₅Mo₉O₃₀, LNM). Все перечисленные кристаллы относятся к орторомбической сингонии, класс симметрии mm2. В работе приводятся измеренные значения фазовых скоростей продольных и сдвиговых акустических волн, распространяющихся вдоль главных направлений в кристаллах. Кроме того, приводятся и анализируются определенные экспериментально коэффициенты акустооптического качества материалов при дифракции на продольных акустических волнах. В кристаллах LiInS₂ и LNM экспериментально получены геометрии изотропного АО взаимодействия, которые слабо чувствительны к поляризации падающего оптического излучения. Данная геометрия является перспективной для акустооптических модуляторов и дефлекторов неполяризованного излучения. Также проведено сравнение полученных результатов для рассматриваемых двуосных кристаллов, принадлежащих к одному классу симметрии, проанализирован вопрос о перспективах применения исследуемых двуосных кристаллов на основе лития. Ключевые слова: двуосные кристаллы, акустооптическое качество, объемные акустические волны

Егорова М.А., Акимов А.Г., Хорунжий Г.Д. «Об упорядоченности временной структуры спонтанной активности нейронов слуховых центров мозга» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1454 (2026)

Анализировали временные параметры спонтанной активности одиночных нейронов первичной слуховой коры мышей. У всех исследованных нейронов слуховой коры показана высокая спонтанная активность, у наркотизированных животных имевшая строгую временную упорядоченность. Спонтанные импульсы в разряде каждого нейрона формировали пачки из 4–9 спайков. Частота генерации пачек составляла от 6 до 16 Гц и соответствовала альфа-диапазону частот суммарной ритмической активности неокортекса. Отдельные пачки спонтанной активности у большинства нейронов формировали более крупные временные паттерны, условно обозначенные нами как «гиперпачки». Анализ вариабельности и периодичности временных паттернов спонтанной активности корковых слуховых нейронов в течение периода регистрации выявил признаки периодического процесса. В тоже время, у бодрствующих мышей спонтанная активность нейронов первичной слуховой коры не имела временной упорядоченности. Обсуждаются возможные механизмы формирования временных паттернов спонтанной активности одиночных нейронов слуховой коры у наркотизированных и бодрствующих животных. Ключевые слова: слуховые центры мозга, одиночные нейроны, домовая мышь, спонтанная активность, временные паттерны ответов

Хорунжий Г.Д., Егорова М.А «Свойства суммарных слуховых ответов ствола мозга крыс в условиях нарушения функции транспортера дофамина DAT-1» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1455-1461 (2026)

Регистрировали коротколатентные стволовые слуховые вызванные потенциалы (КСВП) у крыс линий Wistar и трансгенной гетерозиготной лини DAT-HET со сниженной экспрессией гена, кодирующего транспортер обратного захвата дофамина DAT1, в ответ на парные щелчки и одиночные звуковые тоны и анализировали их характеристики. Сравнительный анализ временных параметров КСВП показал, что у крыс линий Wistar и DATHET латентности отдельных компонентов суммарных слуховых ответов ствола мозга в разной степени зависят от частоты предъявляемых тональных сигналов. Полученные данные могут быть значимыми для поиска дополнительных критериев, которые можно использовать в спорных и неоднозначных ситуациях при диагностике социально-значимых патологий, обусловленных нарушением функций дофаминергической системы. Ключевые слова: крыса, дофаминергическая система, трансгенные животные, слух, коротколатентные стволовые слуховые вызванные потенциалы

Карзова М.М., Пестова П.А., Цысарь С.А., Папикян Л.А., Хохлова В.А. «Характерные типы тепловых разрушений биоткани в различных режимах фокусировки мощного ультразвука» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1016-1017 (2026)

В большинстве клинических установок неинвазивной HIFU-хирургии используется тепловой механизм абляции биотканей с помощью фокусированного ультразвука. Создание объемных разрушений в ткани основывается на данных о параметрах единичных воздействий, зависящих от режима фокусировки. В работе представлены результаты лабораторных экспериментов ex vivo по созданию тепловых разрушений различного типа с использованием квазилинейного и ударно-волнового непрерывного ультразвукового воздействия, а также в импульсно-периодических ударно-волновых режимах. В качестве источника использовался одноэлементный излучатель с частотой 1.2 МГц, фокусным расстоянием и полной апертурой 120 мм. Диапазон акустической мощности составлял от 50 до 500 Вт, амплитуда ударных фронтов в фокусе – до 80 МПа, время облучения – до 3 с. Сравнивались характерные размеры, форма и внутренняя структура разрушений в образцах говяжьей печени ex vivo для различного времени, пиковой и средней мощности и полной энергии воздействия. Показано, что использование импульсно-периодических ударно-волновых режимов облучения позволило в 5 раз ускорить получение теплового разрушения с более резкой границей между аблированной и интактной тканью по сравнению с непрерывным режимом облучения с той же средней мощностью, а также визуализировать процесс формирования разрушения с помощью диагностического ультразвука за счет рассеяния на пузырьках кипения. Определены режимы воздействия, при которых достигаются три характерные формы разрушений: в форме «рисового зерна», «головастика» с тепловым контуром, выпаренной центральной полостью и тепловым «хвостом», а также смешанного типа в форме «головастика» с механически разрушенной передней частью «головы». Ключевые слова: высокоинтенсивный фокусированный ультразвук, HIFU, тепловая абляция, ударный фронт.

Чупова Д.Д., Крохмаль А.А., Росницкий П.Б., Солонцов О.В., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Комбинация электронного и механического перемещения фокуса многоэлементной ультразвуковой решетки при транскраниальном облучении мозга» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1028-1029 (2026)

В настоящее время активно развивается ультразвуковой (УЗ) метод транскраниального воздействия на мозг человека для абляции опухолей, открытия гематоэнцефалического барьера и нейромодуляции. С помощью многоэлементного излучателя УЗ пучок фокусируется через невскрытый череп в заданную область мозга, при этом фокус может перемещаться как электронно, за счет изменения фаз на элементах, так и механически. Широко используемая полусферическая решетка клинической системы ExAblate Neuro (Israel) имеет ограничения – невозможность воздействовать на участки мозга, удаленные от области таламуса более чем на ±2.5 см. С целью расширить доступную область лечения был разработан новый класс мозаичных решеток с абсолютно плотным заполнением поверхности элементами и меньшим углом раскрыва. С помощью программы k-Wave было проведено моделирование фокусировки пучка 256-элементного 1-МГц излучателя с компенсацией аберраций. Фокус перемещался как электронно, так и механически, путем смещения и поворота решетки относительно черепа. Получено, что комбинация механического и электронного перемещения фокуса в продольном направлении оси излучателя позволяет сфокусировать пучок на расстоянии около 1.5 см от внутренней поверхности черепа при уменьшении интенсивности в фокусе на 50%. Поперечное механическое перемещение фокуса позволило расширить область облучения до 4.3 см, а дополнительный поворот излучателя – увеличить интенсивность в граничных положениях фокуса до 1.8 раз.. Ключевые слова: многоэлементные решетки, медицинский ультразвук, ультразвуковая транскраниальная хирургия, компьютерная томография

Нартов Ф.А., Росницкий П.Б., Пономарчук Е.М., Хохлова В.А. «Бинарная сегментация ультразвуковых изображений с использованием нейронных сетей для компенсации аберраций при HIFU-терапии» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1030-1031 (2026)

При использовании мощного фокусированного ультразвука в задачах неинвазивной хирургии абдоминальных органов (печень, почки, поджелудочная железа) прохождение волн через неоднородные мягкие ткани брюшной стенки приводит к искажению волнового фронта и последующей расфокусировке пучка. Наиболее существенно на наблюдаемые искажения влияет распространение волн в неоднородных по толщине слоях жира, сильно отличающегося по акустическим свойствам от других тканей. Использование двумерных фазированных HIFU-решеток позволяет компенсировать возникающие аберрации при известном пространственном распределении жировой ткани на пути распространения ультразвуковой волны. Такие распределения могут быть наиболее точно восстановлены с помощью данных рентгеновской компьютерной томографии (КТ), что, однако, нереализуемо в режиме реального времени во время планирования облучения. Альтернативой может послужить проведение трёхмерной ультразвуковой визуализации брюшной стенки (3D-УЗИ) непосредственно перед HIFU-операцией. Данный подход состоит в получении набора двумерных изображений УЗИ, расположенных в параллельных плоскостях с одинаковым пространственным шагом, сегментации изображений на различные типы тканей и присвоении им соответствующих акустических параметров для расчета корректирующих фаз на элементах решетки. В данной работе на примере брюшной стенки свиньи ex vivo анализируется реализуемость предлагаемого подхода. Разработан метод быстрой бинарной сегментации тканей брюшной полости по УЗИ-изображениям с использованием обученной сверточной нейронной сети. Сравниваются искажение и точность компенсации аберраций по данным 3D-УЗИ и эталонным данным КТ. Ключевые слова: медицинский ультразвук, HIFU, искусственный интеллект, сегментация

Пономарчук Е.М., Цысарь С.А., Данилова Н.В., Кадрев А.В., Хохлова В.А. «Влияние упругих свойств и структуры биотканей на их восприимчивость к механическому разрушению фокусированным ультразвуком» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1032-1033 (2026)

В качестве альтернативы существующим методам хирургии в МГУ был предложен и активно развивается метод гистотрипсии с кипением (ГК). Данная технология бесконтактной ультразвуковой хирургии основана на фокусировке нелинейных импульсно-периодических волн с ударными фронтами в задаваемые участки тела человека для их механического разрушения до жидкого состояния. Процедура проводится под УЗИ-контролем за счет инициации кавитационной активности в фокальной области ультразвукового пучка. В работе проанализированы результаты проведенных в лаборатории многопараметрических экспериментальных ex vivo исследований на здоровых тканях печени, почек, сердца и головного мозга, а также опухолях молочной железы, предстательной железы, печени, органов желудочно-кишечного тракта, матки и др. Упругие свойства рассматриваемых тканей были измерены методом эластографии сдвиговой волной, микро- и ультраструктура исследовались методами гистологического анализа и электронной микроскопии. Проанализированы полученные объемные ГК-разрушения при варьируемых протоколах воздействия. Рассмотрены концепции дозы ГК-воздействия и ее пороговых и оптимальных значений для тканей разной структуры и состава, определены свойства тканей, влияющие на их восприимчивость к ГК-разрушению и, соответственно, требуемую дозу воздействия. Ключевые слова: мощный фокусированный ультразвук, неинвазивная хирургия, гистотрипсия, онкология, эластография

Папикян Л.А., Пестова П.А., Цысарь С.А., Хохлова В.А., Карзова М.М. «Сравнение характерных типов тепловой абляции различных биологических тканей ex vivo под воздействием мощного фокусированного ультразвука» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1089-1090 (2026)

При планировании протоколов облучения мощным фокусированным ультразвуком больших объемов биологической ткани необходимо иметь данные о форме, размере и содержимом единичных разрушений. Эти характеристики разрушений зависят не только от параметров ультразвукового воздействия, но и от типа биологической ткани, её структуры и акустических свойств (скорости, плотности, коэффициента поглощения, коэффициента нелинейности и др.). В работе проведен сравнительный анализ характерных одиночных разрушений, чисто тепловых и тепловых с кипением, полученных в различных биологических тканях ex vivo. Рассматривались образцы аутопсийной печени человека, говяжьей печени, говяжьего сердца, операционный материал миомы матки и другие. Воздействие проводилось на глубине 1 см в непрерывном и импульсно-периодическом режимах квазилинейного и ударно-волнового облучения ультразвуком. Использовался одноэлементный излучатель с частотой 1.2 МГц, фокусным расстоянием 120 мм и апертурой 120 мм (Imasonic, Франция). Диапазон акустической мощности составлял от 50 до 500 Вт, амплитуды ударных фронтов в фокусе – до 80 МПа, время облучения – до 1 с. Для каждого типа биологической ткани был определен набор параметров ультразвукового поля, при котором наблюдается тепловое разрушение в форме «рисового зерна», разрушение в форме «головастика» с тепловым контуром и выпаренной в процессе кипения центральной полостью и разрушение смешанного типа, имеющее механически разрушенную «голову» и тепловой «хвост». Работа поддержана грантом РНФ №25-72-10071. Ключевые слова: высокоинтенсивный фокусированный ультразвук, HIFU, тепловая абляция, ударный фронт.

Сорокин С.Д., Пестова П.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А., Кадрев А.В., Хохлова В.А. «Измерение скоростей упругих волн и частотно-зависимого затухания в фантомах биологических тканей» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1099-1104 (2026)

Разработка фантомов с акустическими и упругими свойствами, близкими к биологическим тканям, является важной метрологической задачей ультразвуковых исследований, необходимой для обеспечения воспроизводимости экспериментов, калибровки оборудования, валидации методов диагностики и терапии. В работе исследованы акустические параметры прозрачных гелевых фантомов на основе силикона, полиакриламида, агарозы и ПВХпластизоля, а также образцы говяжьей печени ex vivo. Измерены скорость звука, частотнозависимый коэффициент затухания и сдвиговый модуль. Акустические характеристики определялись методом замещения с использованием пьезоэлектрического преобразователя на экспериментальной установке, обеспечивающей нормальное прохождение ультразвукового импульса через границы образца. Сдвиговый модуль измерялся методом ультразвуковой эластографии. Полученные результаты были сопоставлены с параметрами мягких тканей человека. Ключевые слова: ультразвук, фантомы, скорость звука, коэффициент затухания, модуль Юнга

Крохмаль А.А., Росницкий П.Б., Цысарь С.А., Хохлова В.А., Сапожников О.А. «Обеспечение точности и скорости в расчетах прохождения фокусированного ультразвука через череп» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1111-1116 (2026)

При терапии фокусированным ультразвуком мозга контроль осуществляется по росту температуры в фокусе с помощью МРТ. В условиях распространения терапии низкоинтенсивным ультразвуком и перехода к методам наведения пучка на основе нейронавигации, где контроль опирается исключительно на численные расчёты, ключевыми становятся точность и скорость моделирования. Задача о прохождении ультразвука через неоднородный череп требует аккуратного расчета. В большинстве работ рекомендуется использовать 6–9 точек на длину волны в численной модели для задания источника с изогнутой поверхностью, что становится ограничением быстроты расчетов. Нами исследована возможность увеличения шага по сетке при сохранении точности. Фокусированный источник с диаметром апертуры и фокусным расстоянием 64 мм на частоте 1 МГц задавался на плоскости и рассчитывался с помощью интеграла Рэлея с применением численного пакета xDDx. Проведена серия численных расчетов через 2 образца черепа с шагом от 2 до 9 точек на длину волны. Акустические параметры среды задавались на основе снимков КТ и интерполировались в соответствии с исследуемым шагом. Показано, что уже для шага 3.75 точек на длину волны точность максимальной амплитуды давления составляет 3%, точность среднеквадратичной ошибки по всей расчетной области составляет 9%, а коэффициент Дайса для оценки совпадения области фокального пятна составляет 92%. Таким образом, предложенный метод позволяет на порядок ускорить расчет акустического поля внутри черепа. Ключевые слова: численные расчеты, медицинский ультразвук, транскраниальный фокусированный ультразвук, акустическая голография, акустика неоднородных сред

Хохлова В.А. «Высокоинтенсивный фокусированный ультразвук: современное состояние исследований и клинических приложений» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 681 (2026)

Использование высокоинтенсивного фокусированного ультразвука в терапии и неинвазивной хирургии (HIFU – High Intensity Focused Ultrasound) в последние годы является одним из наиболее успешных практических применений физической акустики. По данным Focused Ultrasound Foundation, методы HIFU уже применяются для лечения около 40 заболеваний, а более 150 клинических показаний находятся на разных стадиях разработки. Свыше 100 компаний занимаются производством соответствующего медицинского оборудования. В 2025 году с использованием фокусированного ультразвука в мире было пролечено более 150 000 пациентов, а к концу года общее число пациентов, прошедших лечение с применением HIFU, превысило 1 000 000 человек. Представлен обзор современных клинических приложений HIFU в нейрохирургии, урологии, кардиологии, гастроэнтерологии, офтальмологии и иммунологии. Приводятся примеры разработанных излучателей, рассматриваются новые подходы к метрологии HIFU-полей, особенности планирования облучения и акустической визуализации области воздействия. Обсуждаются методы компенсации аберраций при облучении абдоминальных органов и в нейрохирургических вмешательствах через интактный череп. Отмечается быстрое развитие методов механического разрушения тканей (гистотрипсии) с использованием нелинейных импульсно-периодических режимов HIFU-облучения. Помимо разрушения биотканей, указанные режимы способны вызывать дополнительные полезные биоэффекты, например, усиление выделения специфических биомаркеров и повышение иммунного отклика при онкологических заболеваниях. Ключевые слова: медицинский ультразвук, ультразвуковая терапия, нелинейные акустические эффекты, фокусировка, энергия и импульс волн

Квашенникова А.В., Сергеева М.С., Хохлова В.А. «Программный комплекс с графическим интерфейсом для сравнительного анализа различных временных алгоритмов численного моделирования уравнения Бюргерса» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1489-1490 (2026)

Представлен программный комплекс с графическим интерфейсом, позволяющий исследовать особенности численного моделирования уравнения Бюргерса, учитывающего эффекты нелинейности и термовязкого поглощения, в ударно-волновых режимах. Рассматривается использование четырёх различных конечно-разностных алгоритмов во временном представлении, применяемых на сегодняшний день при решении задач нелинейной акустики: традиционная консервативная схема; удароулавливающая схема типа Годунова; алгоритм, основанный на точном неявном решении уравнения простых волн с интерполяцией на равномерную численную сетку; схема с использованием внутренних координат кривой профиля. Проводится сравнительный анализ эффективности, точности, особенностей использования и ограничений рассматриваемых алгоритмов в случаях отсутствия и слабого термовязкого поглощения на примере пяти начальных профилей волны: гармоническая волна, один период гармонической волны, эволюционирующей в S- и N-волну, экспоненциальный импульс с передним ударным фронтом и N-волна. Разработанный комплекс может быть использован в качестве дополнения к курсам по нелинейной и вычислительной акустике, а также для выбора численного алгоритма расчета нелинейных эффектов применительно к более сложным волновым задачам описания мощных дифрагирующих фокусированных пучков, распространения нелинейных волн в неоднородных средах и в средах с более сложным частотно-зависимым законом поглощения. Ключевые слова: программный комплекс, нелинейные волны, уравнение Бюргерса, конечно-разностные временные численные алгоритмы

Коннова Е.О., Хохлова В.А., Юлдашев П.В. «GPU-реализация численной схемы решения уравнения Вестервельта для моделирования интенсивных ультразвуковых пучков в ударно-волновых режимах» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1497-1498 (2026)

Актуальной задачей для ряда научных и прикладных направлений нелинейной акустики как, например, медицинская и воздушная акустика, является численное моделирование интенсивных звуковых пучков в различных средах, которое часто основывается на решении однонаправленного нелинейного уравнения Вестервельта. Моделирование ударно-волновых полей требует учета большого числа гармоник (до 1000) и пространственных сеток с малым шагом (матрицы 10000×10000), что делает вычисления на CPU крайне затратными и часто требует использования суперкомпьютерных мощностей. Целью работы являлась разработка высокоэффективного GPU-алгоритма на основе уравнения Вестервельта с использованием технологии Nvidia CUDA и сравнение с аналогичным алгоритмом для центральных процессоров. Реализация на платформе CUDA включает три специализированных вычислительных ядра: для оператора дифракции используется метод углового спектра, для нелинейного оператора с учетом образования разрывов – удароулавливающая схема типа Годунова, а поглощение рассчитывается аналитически в спектральном представлении. Для сравнения производительности создана CPU-программа на C++ с применением высокоэффективной библиотеки быстрого преобразования Фурье (БПФ) FFTW и использованием технологии OpenMP для многопоточных вычислений. Расчеты для задач с большим объемом данных выполнялись на вычислительном сервере Dell PowerEdge R720 с ускорителем Tesla K40c на 12 Гб видеопамяти и с объемом оперативной памяти 256 Гб. Разрабатываемый подход обеспечил ускорение расчетов в десятки раз по сравнению с CPU-версией, делая моделирование ультразвуковых полей с ударными фронтами доступным и на современных стандартных ПК при наличии достаточного объема оперативной памяти. Ключевые слова: нелинейное уравнение Вестервельта, метод Годунова, фокусированные ультразвуковые пучки, графические ускорители

Сергеева М.С., Квашенникова А.В., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Моделирование полного нелинейного волнового уравнения для исследования параметрической генерации волны разностной частоты фокусирующим бигармоническим излучателем» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1505-1510 (2026)

Рассмотрена задача численного моделирования параметрической генерации волны разностной частоты (ВРЧ) фокусирующим двухчастотным излучателем для случаев, когда длина нелинейного взаимодействия волн накачки в фокальной области сравнима с длиной ВРЧ, что характерно для медицинских приложений фокусированного ультразвука. Моделирование проведено для осесимметричного излучателя в воде. Поле ВРЧ рассчитывалось в рамках модели Хохлова–Заболотской–Кузнецова, а также на основе решения полного нелинейного волнового уравнения в квазилинейном приближении с учетом локальной нелинейности. Проведено сравнение результатов для пространственных распределений амплитуды давления ВРЧ. Исследовано влияние степени фокусировки излучателя и параметров двухчастотного сигнала накачки на эффективность генерации, пространственную структуру поля ВРЧ и степень выраженности локальных нелинейных эффектов. Показаны ограничения применимости параболического приближения. Ключевые слова: нелинейные взаимодействия, волна разностной частоты, полное нелинейное волновое уравнение, фокусирующий параметрический излучатель.

Карзова М.М., Цысарь С.А., Пестова П.А., Папикян Л.А., Хохлова В.А. «Реализация в лабораторном эксперименте ударно-волновых режимов фокусировки клинической HIFU-системы» Акустический журнал, 72, № 3, с. 343-354 (2026)

Ударно-волновое импульсно-периодическое воздействие с использованием мощного фокусированного ультразвука представляет собой перспективное направление в развитии клинических методов, основанных на технологии HIFU (High Intensity Focused Ultrasound). Главным преимуществом такого воздействия является быстрое получение разрушения биоткани в строго локализованной области, обусловленное эффективным тепловыделением на ударных фронтах ультразвуковой волны. Проведение экспериментальных исследований ударно-волновых протоколов осложняется значительными затратами, связанными с необходимостью доступа к дорогостоящим клиническим HIFU-системам. В настоящей работе разработана и реализована экспериментальная установка, представляющая собой упрощенный лабораторный аналог клинической HIFU-системы для изучения импульсно-периодических ударно-волновых протоколов облучения, достигаемых с помощью многоэлементных терапевтических решеток V1 и V2 системы MRgHIFU Sonalleve (Profound Medical Corp., Канада). Ультразвуковые решетки V1 и V2 состоят из 256 элементов диаметром 6.6 мм и частотой 1.2 МГц. Предлагаемый аналог представляет собой одноэлементный излучатель с той же частотой, фокусным расстоянием 120 мм и углом схождения 60°. Результаты численного моделирования, данные акустической голографии и прямых гидрофонных измерений в воде демонстрируют, что размеры фокальной области данного излучателя находятся в пределах диапазона размеров фокальных областей решеток V1 и V2, а амплитуда развитого ударного фронта в фокусе достигает 78 МПа, что сопоставимо с параметрами систем V2 (83 МПа) и V1 (96 МПа). Ключевые слова: мощный фокусированный ультразвук, ударный фронт, нелинейные эффекты, численное моделирование, акустическая голография, гидрофон, программный комплекс HIFU beam DOI: 10.7868/S3034500626030020

Храмцова Е.А., Петронюк Ю.С., Антипова К.Г., Шариков Р.В., Богаченков А.Н., Малахов С.Н., Бедник Д.Ю., Дмитряков П.В., Григорьев Т.Е. «Акустические методы неинвазивного анализа объемных тканеинженерных конструкций in vitro» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1055-1060 (2026)

Расширяющееся применение в регенеративной медицине 3D матриксов со сложной топографией поверхности и объемной микроструктурой требует разработки новых методов для визуализации и анализа изменяющихся упругих свойств тканеинженерных конструкций (ТИК) в процессе их созревания. В работе метод сканирующей импульсной акустической микроскопии (СИАМ) был применён для неинвазивного исследования нетканых матриксов на основе поли(L-молочной кислоты) (ПЛЛА) и их композитов с хитозаном. С помощью данного метода определялись скорость распространения звука, интегральное затухание и спектральные характеристики образцов ТИК. Результаты акустической микроскопии были сопоставлены с данными механических испытаний на растяжение, гель-проникающей хроматографии, дифференциальной сканирующей калориметрии, сканирующей электронной микроскопии. Данные о развитии клеточной составляющей получали с помощью витального теста CCK-8. Результаты демонстрируют, что СИАМ обладает высокой чувствительностью к изменениям состава ТИК, включая наличие функционализирующих добавок, инкорпорированных клеток, а также последующих процессов клеточной пролиферации и синтеза внеклеточного матрикса. Метод также эффективно детектирует изменения геометрии образцов. Таким образом, методология СИАМ может быть рекомендована в качестве эффективного неразрушающего инструмента для комплексного мониторинга ТИК на протяжении всего периода их in vitro созревания. Ключевые слова: акустическая микроскопия, нетканые матриксы, композиты, тканеинженерные конструкции, регенеративная медицина

Петронюк Ю.С., Храмцова Е.А., Антипова К.Г., Богаченков А.Н., Григорьев Т.Е., Левин В.М. «Влияние дефокуса акустической линзы на измерение затухания методом акустической микроскопии» IV Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXXVIII сессией Российского научно-технического акустического общества, Нижний Новгород, 22–26 июня 2026 г., с. 1067-1072 (2026)

Исследовано влияние дефокусировки акустической линзы на результаты измерения затухания в биополимерных образцах методом акустической микроскопии. Пластинки из полилактида и гидрогеля использовались в качестве экспериментальных образцов. Измерение затухания выполнялось путем регистрации эхосигнала от стеклянной подложки с образцом и без него, расположенной внутри фокальной области зондирующего пучка в иммерсии. Показано, что при наличии образца в измерительном тракте величина амплитуды этого сигнала определяется как затуханием в нём, так и дифракционными потерями, связанными с его положением относительно фокальной плоскости. Данные об изменении амплитуды сигнала в фокальной области в зависимости от дефокусирования линзы позволяют оценивать систематические ошибки, возникающие при измерении затухания методом акустической микроскопии, и являются основой для развития количественных ультразвуковых методов высокого разрешения. Ключевые слова: акустическая микроскопия, затухание ультразвука, биоинженерия