Акустическая томография распределения нелинейных параметров рассеивателя на основе эффектов третьего порядка, страница 5

На картинеотчетливо видно четыре пика, не сильно различающихся по амплитуде (менее чемв два раза), соответствующие четырем пальцам.В диссертационной работе представлены также результаты восстановлениядругих объектов. Проведенные эксперименты доказывают возможностьиспользования неколлинеарных нелинейных акустических эффектов третьегопорядка для целей медицинской томографии.21ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ1.Проведен детальный теоретический анализ нелинейных акустическихэффектов третьего порядка, рассмотрен процесс взаимодействия трех волн внелинейной среде, в результате которого происходит рождение рассеянныхкомбинационных волн третьего порядка.

Выявлены вторичные источники,отвечающие за это рождение.2.Оценка вкладов различных источников в амплитуду рассеянногокомбинационного сигнала показали, что в случае взаимодействия трех волн всильно нелинейной среде, основную роль в рассеянии играют источники,содержащие информацию о комбинированном нелинейном параметре{}ε'3 = 2(ε 2 − 1) − ε 3 ,2гдеε2 ,ε3нелинейные–параметры,отвечающие,соответственно, за квадратичный и кубичный члены в разложении уравнениясостояния в ряд Тейлора.3.Предложена схема томографии нелинейных акустических параметров,основанная на эффекте нелинейного взаимодействия трех первичных волн.Применение кодированных первичных сигналов с последующей корреляционнойобработкойрегистрируемогокомбинационногосигнала,являющегося3результатом нелинейного рассеяния первичных волн на исследуемом объекте,позволяет восстановить полную картину объекта в результате всего одногоэксперимента с использованием малого числа преобразователей (трехизлучателей и одного приемника).4.Проведено численное моделирование процесса томографии на основепредложенной схемы, результаты численных экспериментов демонстрируютвозможность восстановления распределения количественных значений параметраε'3 (r ) , характеризующего нелинейные акустические свойства исследуемыхобъектов.Сделаначисленнаяоценкаразрешающейспособностисхемытомографии, свидетельствующая о возможности создания прототипатомографической системы, удовлетворяющей требованиям медицинскойакустической диагностики.5.Предложена зеркальная система, состоящая из двух соосных коническихакустических зеркал, позволяющая преобразовать фронт волны отцилиндрического излучателя в однородный квазиплоский пучок большойапертуры.

Использование данной зеркальной системы помогает избежатьнеобходимости использования плоских акустических преобразователей большой22апертурыдлясозданиявпредложеннойсхеметомографииобластивосстановления с линейными размерами близкими к реальным требованияммедицинской диагностики (~10 см).6.Построен прототип томографической системы на основе предложеннойсхемы.

Проведены первые физические эксперименты по восстановлениюразличных объектов, в том числе биологических. Полученные результатыдоказывают возможность использования нелинейных акустических эффектовтретьего порядка для целей медицинской томографии.易‫ڑ‬23Список работ, опубликованных по теме диссертацииБуров В.А., Шмелев А.А., Румянцева О.Д. “Томография пространственногораспределения рассеивателя в нелинейных процессах третьего порядка” //Известия Российской Академии Наук.

Серия Физическая. 2008 Т.72. №1. С.92-99.1.Буров В.А., Шмелев А.А., Румянцева О.Д. “Томография распределениянелинейного параметра третьего порядка” // Труды XI Всероссийской школы-2.семинара “Физика и применение микроволн”. Звенигород, Московская область,21-26 мая 2007. Часть 6 “Спектроскопия, диагностика и томография. Передача иобработка информации”. М.: физич. ф-т МГУ, 2007. С.25-27.Буров В.А., Евтухов С.Н., Шмелёв А.А., Румянцева О.Д. “Модельныеэксперименты по томографии распределения нелинейных параметров второго и3.третьего порядков” // Сборник трудов XX сессии Российского АкустическогоОбщества.

Т.1. М: ГЕОС, 2008. С.142-145.4.Burov V.A., Evtukhov S.N., Shmelev A.A., Rumyantseva O.D. “Tomography ofspatial distribution of scatterer in nonlinear processes of the second and third orders” //Nonlinear Acoustics – Fundamentals3 and Applications (Proceedings of 18thInternational Symposium on Nonlinear Acoustics). Edited by Enflo B.O.,Hedberg C.M., and Kari L. (American Institute of Physics, Melville, New York, 2008).P.440-443.Буров В.А., Шмелев А.А., Крюков Р.В., Румянцева О.Д. “Возможностьтомографии на основе нелинейных акустических эффектов третьего порядка” //5.Сборник трудов XXII сессии Российского Акустического Общества. Т.1. М.:ГЕОС, 2010.

С.183-187.6.Буров В.А., Шмелев А.А. “Численное и физическое моделированиепроцесса томографирования на основе акустических нелинейных эффектовтретьего порядка” // Акуст. журн. 2009. Т. 55. № 4–5. С. 466–480.Буров В.А., Шмелев А.А., Крюков Р.В., Румянцева О.Д. “Акустическаятомография с использованием нелинейных эффектов рассеяния второго итретьего порядков” // Сборник материалов III Евразийского конгресса по7.медицинской физике и инженерии «Медицинская Физика – 2010», типографияМГУ, 2010, Т.1.

С. 131–134.248.Крюков Р.В., Шмелев А.А. “Использование нелинейных эффектов третьегопорядка для целей акустической томографии” // Сборник тезисов международнойконференции «Ломоносов-2010», секция «физика», Т.2. отдел оперативной печатифизического факультета МГУ, 2010, С.63 – 64.9.Burov V.A., Shmelev A.A., Rumyantseva O.D. “Numerical and physicalmodeling of tomography process based on third-order nonlinear acoustical effects” //Acoustical Imaging. Ed. André M.P., Jones J.P., and Lee H. New York: Springer. 2011.V.30. P.379-388.Буров В.А., Крюков Р.В., Румянцева О.Д., Шмелев А.А. “Возможно лииспользование нелинейных коллинеарных процессов в акустической томографии10.третьего порядка.” // Акуст.

журн. 2012. (в печати)Список цитируемой литературы1.Zhang D., Gong X.-F., Ye Sh.-Gong “The nonlinearity parameter tomography fornormal and pathological porcine liver tissues” // Nonlinear Acoust. Perspect.: 14-th Int.Symp., Nanjing. 1996, 17-21 June. P. 493-500.봰‫ړ‬2.Zhang D., Gong X.F. “Experimental investigation of the acoustic nonlinearityparameter tomography for excised pathological biological tissues” // Ultrasound inMed. & Biol. 1999. V.

25. N. 4. P. 593-599.3.Sehgal C.M.,Bach R.C.,Greenleaf J.F.“Measurementoftheacousticnonlinearity parameter B/A in human tissues by a thermodynamic method”// J. Acoust.Soc. Amer. 1984. V. 76. N 4. P. 1023–1029.4.Буров В.А., Евтухов С.Н., Ткачева А.М., Румянцева О.Д. “Акустическаятомографиянелинейногопараметраспомощьюмалогочислапреобразователей” // Акуст. журн. 2006. Т. 52.

№ 6. С. 760-776.5.Береза С.А, Буров В.А., Евтухов С.Н. “Модельные эксперименты поакустической томографии нелинейного параметра” // Акуст. журн. 2008. Т.54.№ 4. С.522–534.25.