Для анализа механизмов формирования артефактов на ультразвуковом изображении легких человека (так называемых B-линий) были созданы экспериментальные фантомы, состоящие из слоя силикона для акустической имитации межреберных мышц, слоя в виде мелкопористой противоожоговой губки, имитирующего здоровую или отечную ткань легких, фрагмента губки, сокового мешочка мандарина и капли УЗИ геля, имитирующих структуры легочной ткани. Полученные эхограммы были сопоставлены с изображениями, регистрируемыми в клинических случаях патологий легочной ткани. Показано, что возникновение B-линий связано с эффектами множественной реверберации в заполненных жидкостью структурах, имитирующих ткани легких, при этом их яркость и ширина на эхограмме зависят от характерного размера и внутренней структуры фантома.
В численном эксперименте проанализировано искажение ультразвукового пучка при фокусировке через брюшную стенку в область миомы матки и проведена оценка возможности компенсации аберраций, вносимых неоднородностями тканей тела человека. Трехмерная акустическая модель органов женского малого таза была построена на основе анонимизированных данных КТ. Расчет поля проводился путем комбинации аналитического метода расчета интеграла Рэлея и псевдоспектрального метода решения волнового уравнения в неоднородной среде (программный пакет -Wave). Дифракционный алгоритм компенсации аберраций основан на моделировании распространения сферической волны из точки фокуса на поверхность ультразвуковой фазированной решетки и оптимизации подбора фаз на ее элементах методом наименьших квадратов. Использовалась модель 256-элементного излучателя компактной формы с рабочей частотой = 1.2 МГц и диафрагменным числом # = 0.75. Продемонстрированы характерные искажения поля, такие как размытие фокальной области, снижение уровня давления в основном максимуме поля и возникновение побочных максимумов, сравнимых по амплитуде с основным, в отсутствие компенсации аберраций. Проведение компенсации аберраций позволило обеспечить точную фокусировку в целевую область и увеличить амплитуду давления в фокусе в 3.2 раза.
Indexing
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation