ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЕМ И ПАРАМЕТРАМИ ФОКАЛЬНОГО ПЯТНА ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОЙ ХИРУРГИИ

Работа посвящена апробации способа управления местоположением и параметрами фокального пятна при помощи изменения физических характеристик согласующего слоя. Предложен метод определения скорости звука в согласующем слое, необходимом для корректировки местоположения фокального пятна, путем расчета среднетолщинной скорости звука в биологических тканях, располагающихся на пути распространения ультразвуковых волн. Приведены описание экспериментальной установки и методика проведения исследований. Оценено влияние изменения физических параметров согласующего слоя на распределение амплитуды давления во фронтальном срезе акустического поля, создаваемого ультразвуковым излучателем при изменении угла его наклона относительно границы раздела сред. Приводится сравнение экспериментальных данных с результатами математического моделирования, выполненного при тех же вводных параметрах. Приведены результаты расчетов акустического поля, создаваемого фокусирующей антенной решеткой в слоистонеоднородной среде – имитационных слоях – и оценено влияние изменения физических характеристик согласующего слоя на пространственное распределение амплитуды акустического давления в фокальной области. Результаты исследований показали возможность использования согласующего слоя с расчетными параметрами для управления местоположением фокального пятна в направлении распространения ультразвуковых волн. Разработанный способ корректировки местоположения фокального пятна можно использовать как для антенных решеток, так и для единичных излучателей, имеющих форму сферического сегмента.

1. Домбругова Е.Г., Чернов Н.Н. Экспериментальная установка для исследования способности управления ультразвуковым пучком при его прохождении через слоистые среды. Инженерный вестник Дона. 2014;4-2(32). Доступно по: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2014/2646 (дата обращения: 25.09.2019).

2. Домбругова Е.Г., Чернов Н.Н. Использование переходного слоя для управления формированием фокального пятна. Сборник трудов научной конференции «Сессия научного совета РАН по акустике и XXV сессия Российского акустического общества». Таганрог: ГЕОС. 2012;1:232-235.

3. Домбругова Е.Г., Чернов Н.Н. Метод управления параметрами воздействующего сфокусированного ультразвукового поля на биологические объекты. Инженерный вестник Дона. 2016;3(42). Доступно по: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2016/3737 (дата обращения: 25.09.2019).

4. Домбругова Е.Г., Чернов Н.Н. Исследование способов управления формированием фокального пятна фазированной антенной решеткой в слоисто-неоднородной среде. Сборник трудов всероссийской научно-технической конференции «Медицинские информационные системы МИС-2016». Ростов-на-Дону: издательство Южного федерального университета, 2016:211-213.

5. Домбругова Е.Г. Экспериментальные исследования прохождения ультразвукового пучка через изменяемую слоистую структуру. Инженерный вестник Дона. 2014;2(29). Доступно по: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2014/2411 (дата обращения: 25.09.2019).

6. Розенберг Л.Д. Фокусирующие излучатели ультразвука. Физика и техника мощного ультразвука; Под ред. Л.Д. Розенберга. Кн.1. Источники мощного ультразвука. М.: Наука; 1967:149-206.