Доведено, що найбільша помилка в оцінці адаптивних фільтрів виникає у випадках, коли корисна структурна інформація, що стосується відтворюваного об'єкту дослідження, має такі ж самі за статистикою (в межах вікна даних) характеристичні ознаки, як і спекл-шуми. В залежності від конкретних параметрів процедури адаптивної фільтрації може бути великою вірогідність або недостатнього вилучення спекл-шумів для ділянок сигналу, де вони дійсно були, або надлишкового "розмивання" контурів об'єкта дослідження (погіршення розподільчої здатності). Використання додаткової характеристичної ознаки пилоподібності спекл-шуму за допомогою введення запропонованого напівмедіанного усереднення як складової частини адаптивної процедури фільтрації підвищує її ефективність.

Проанализированы направления в научной работе кафедры Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры, связанные с решением эколого-экономических вопросов утилизации бытовых отходов и оценкой влияния архитектурных решений на санитарно-гигиенические условия помещений и энергосбережение. Показано, что проводимые исследования будут способствовать качественному изменению экологической, энергетической, экономической ситуаций, а также созданию комфортных условий в помещениях при минимальных теплозатратах.

Проведен сравнительный анализ известных моделей релаксации локальных импульсных сдвиговых деформаций с целью выявления оптимального алгоритма восстановления вязкоупругих параметров мягких тканей (МТ). С этой точки зрения рассмотрены принципиальные ограничения, накладываемые на новые методы локального исследования механических свойств МТ, использующих силу радиационного давления фокусированных пучков акустических волн. Определены условия, позволяющие получить с помощью этих методов наиболее точную количественную информацию о модуле сдвиговой жесткости и динамической вязкости МТ, которые являются диагностическими параметрами, чувствительными к различного рода патологическим изменениям тканей. Предложен новый алгоритм одновременного определения этих параметров ткани, позволяющий с максимальной полнотой использовать данные о релаксации сдвиговых деформаций, индуцированных силой радиационного давления.

На основании известного решения для полного доплеровского спектра мощности получены аналитические выражения для мгновенной мощности доплеровского сигнала, учитывающие фокусирование волн при произвольном соотношении между длительностью зондирующих импульсов и диаметром кровеносного сосуда. Показано, что мгновенная мощность позволяет определить изменение диаметра сосуда за кардиоцикл. Найденные выражения позволяют уточнить методику определения расхода крови в процессе ультразвуковых диагностических исследований.

На основании известного решения для спектров мощности доплеровских сигналов, формируемых откликом линии тока, получены общие аналитические выражения для полных доплеровских спектров мощности при рассеянии импульсных сфокусированных волновых пучков на аксиально-симметричных потоках. Получено, в частности, выражение для пуазейлевского потока, устанавливающее коэффициент пропорциональности между средней по сечению кровеносного сосуда скоростью потока крови и средней частотой доплеровского спектра. Найденные выражения позволяют повысить точность измерения диагностически важных параметров потоков крови.

Показано, что универсальную линейную зависимость коэффициента поглощения ультразвука практически во всех мягких тканях можно объяснить, только если учесть множественность релаксационных механизмов. На молекулярном и клеточном уровнях совокупность этих механизмов характеризуется большим диапазоном времен релаксации. Показано, что весовая функция для релаксационных механизмов, характеризующаяся обратно пропорциональной зависимостью от времени релаксации, приводит к экспериментально наблюдаемой в мягких тканях частотной зависимости коэффициента поглощения звука, близкой к линейной. При большом диапазоне частот такая зависимость может быть характерной даже для биологических объектов с относительно небольшим числом степеней свободы. В общем случае произвольного вклада различных релаксационных механизмов можно получать разные функциональные зависимости от частоты для скорости звука и коэффициента поглощения.

Ключ. слова: акустическая пальпация, гипертермия, радиационное давление, сдвиговые деформации, доплеровское зондирование, фазовый переход
Індекс рубрикатора НБУВ: Р56-433

Рубрики:

Онкологія

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*738.822.5 в732.8

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследованы поведение фокусированных ультразвуковых пучков, пространственное распределение интенсивности и амплитуды давления, сдвиг положений максимумов интенсивности и давления по отношению к геометрическому фокусу. Особенностью является тот факт, что измерения проведены для реального ультразвукового датчика, применяемого в диагностических аппаратах, который обеспечивает двойное цилиндрическое фокусирование пучка. Для данного случая выведены формулы расчета дифракционных максимумов и экспериментально показано, что положение реальных максимумов интенсивности и давления в значительной степени зависит от вклада нелинейных эффектов.

В рамках континуальной модели рассеивающих неоднородностей получены выражения для корреляционных функций и спектров ультразвукового доплеровского отклика слабонеоднородных изотропных конденсированных сред. Исследовано влияние процессов диффузии рассеивателей и корреляции их движения на спектры, формируемые стационарными потоками. Показано, что учет конечного радиуса корреляции приводит к дополнительному уширению доплеровских спектров (ДС) и смещению модальной частоты спектра в низкочастотную область. Учет диффузионных процессов также приводит к уширению спектра и замене экспоненциальной зависимости ДС от частоты на степенную. На основании полученных результатов проведена качественная оценка влияния турбулизации потоков жидкости на спектральные характеристики. Исследованы ДС при нестационарном движении жидких и упругих конденсированных сред и показано, что неравномерность движения рассеивающих неоднородностей приводит к дополнительной частотной модуляции доплеровского сигнала и уширению полного ДС мощности. Получено аналитическое выражение для степенной зависимости мощности высокочастотных составляющих спектра доплеровского отклика гармонически колеблющейся упругой среды от амплитуды локальных смещений и на его основе показана возможность дифференциации упругих свойств среды по величине амплитуды колебаний ультразвуковым доплеровским методом. Получены выражения для ДС и установлены факторы, влияющие на спектральные характеристики при равноускоренном движении рассеивателей. Установлено, что частотная зависимость, связанная с наличием ускорения рассеивающих неоднородностей, появляется только при конечном времени наблюдения потоков

жидкости, а ширина ДС будет тем больше, чем больше время наблюдения фазы ускоренного движения.

Предложена и исследована физическая модель, позволяющая описать собственные и вынужденные флуктуационные движения (ВФД) при изометрических сокращениях мышечных тканей. Собственные колебания описаны акустическими и оптическими фононами в модели одномерной решетки с актиновым и миозиновым филаментами в примитивной ячейке. Предложена система динамических уравнений ВФД в мышечных саркомерах, учитывающая в явном виде активные элементы мышечных волокон в виде областей перекрытия актиновых и миозиновых филаментов. Теоретическт исследован ультразвуковой доплеровский отклик при протекании физических процессов, инициирующих мышечные сокращения. Показано, что спектральные характеристики реально измеряемых доплеровским методом локальных мышечных движений связаны со спектром собственных возбуждений в мышечном волокне как механической системе.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е70*738.822.5 в732.8

Рубрики:

Біологія людини

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

З використанням відомих розподілів поля у фокальній області досліджено характеристики хвиль сумарної та різницевої частоти (ХСЧ і ХРЧ) під час нелінійної взаємодії фокусованих коаксіальних пучків хвиль з середовищем. Доведено, що у фокальній області існують надзвукові нелінійні джерела ХРЧ. Показано їх зв'язок з граничними кутами розсіяння за механізмом випромінювання Черенкова. Оцінено амплітуду ХРЧ та її залежність від кута розсіяння. Обговорено можливості використання сфокусованих пучків хвиль для акустичної томографії параметрів нелінійності біологічних об'єктів.

Рішення параболічного рівняння дифракції для ультразвукових пучків хвиль, що випромінюються перетворювачами з аподизованою апертурою, використані для оцінки доплерівських спектрів і винайдення їх ширини під час зондування біологічних середовищ нефокусованими, фокусованими та імпульсними хвилями. Показано, що за імпульсного випромінювання ширина спектра від лінії току неінваріантна по відношенню до глибини зондування і залежить від взаємного розташування вимірювального об'єму 1 реального фокуса. Доведено залежність модальної доплерівської частоти від розташування лінії току у вимірювальному об'ємі. Винайдені спектри доплерівських сигналів для аксіально-симетричних потоків з різним профілем швидкості. Теорія, що узагальнена на випадок просторово неоднорідного руху, дає можливість оптимізації методів ультразвукової доплерівської ехоскопії.

Исследован вопрос о повышении эффективности измерения диагностических параметров кровеносной системы путем определения зависимости расхода крови и различных индексов кровотока от спектральных характеристик ультразвукового доплеровского отклика потоков крови. Показано, что мгновенная мощность доплеровского сигнала позволяет судить об изменении диаметра потока крови за кардиоцикл. На основании аналитических выражений для мгновенной мощности доплеровского сигнала, учитывающих фокусирование волн при произвольном соотношении между длительностью зондирующих импульсов и диаметром кровеносного сосуда, получены выражения для индексов Стюарта, Гослинга и Пурсело, а также расхода крови, определяемых в ультразвуковых доплеровских системах. Найденные выражения позволяют установить степень диагностической ценности новых предложенных индексов потоков крови и уточнить методику определения расхода крови в процессе ультразвуковых диагностических исследований.

В рамках континуальной модели рассеяния ультразвуковых волн на неоднородностях в потоке жидкости получено аналитическое выражение для корреляционной функции флуктуаций плотности и сжимаемости среды в случае равноускоренного движения рассеивателей. С использованием гауссовского весового окна найдено практически важное приближенное выражение для фурье-образа корреляционной функции в классе элементарных функций. Анализ последнего позволил сделать выводы об амплитудно-частотных характеристиках ультразвуковых доплеровских спектров мощности отклика. Показано, что ширина спектра, в отличие от его модальной частоты, зависит от длительности выборки данных. Найдена связь между оптимальной продолжительностью измерения, ускорением рассеивателей в потоке и волновым вектором зондирующего ультразвукового поля.

Отмечено, что развитая ранее континуальная модель рассеяния ультразвуковых волн на неоднородностях плотности и сжимаемости обобщена в настоящей работе на случай динамически изменяющейся функции чувствительности ультразвуковой диагностической системы. Получено общее выражение, связывающее полный спектр мощности сигнала ультразвукового доплеровского отклика из области интереса, спектральные характеристики движения рассеивающих флуктуаций плотности и сжимаемости и компоненты зондирующего ультразвукового поля на пространственных и временных гармониках. Результаты работы могут быть полезны при анализе спектров, полученных современными диагностическими системами с динамическим фокусированием излучаемых пучков по методу синтезированной апертуры.