Оптико-акустическая томография поглощающих объектов в рассеивающей среде многоэлементной фокусированной антенной

• Автор: Хохлова, Татьяна Дмитриевна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Глава I. Прямая задача оптико-акустической томографии

поглощающих объектов в рассеивающей среде многоэлементной фокусированной антенной

§1.1. Обзор литературы по методам оптико-акустической

томографии

§1.2. Цилиндрически фокусированный широкополосный гидрофон

для регистрации оптико-акустических сигналов

1.2.1 Расчет переходной характеристики и карты

фокальной области гидрофона

1.2.2 Измерение переходной характеристики и карты фокальной области гидрофона

1.2.3 Связь размеров фокальной области гидрофона с его геометрическими параметрами

§1.3. Моделирование оптико-акустического сигнала,

возбуждаемого лазерным излучением в рассеивающей среде, содержащей поглощающую неоднородность
1.3.1 Метод расчета оптико-акустического сигнала, возбуждаемого произвольным распределением тепловых источников
1.3.2 Расчет выходного сигнала цилиндрически фокусированного гидрофона при регистрации оптикоакустического импульса от рассеивающей среды, содержащей поглощающую неоднородность
1.3.3 Модельный эксперимент по визуализации поглощающей неоднородности, находящейся в рассеивающей среде
§ 1.4. Результаты Г лавы
Глава II Обратная задача двумерной оптико-акустической
томографии поглощающих объектов в рассеивающей
среде многоэлементной фокусированной антенной
§2.1. Обзор литературы по методам решения обратной задачи
оптико-акустической томографии
§2.2. Диаграмма направленности модельного
оптико-акустического источника
§2.3. Исследование возможности количественного
восстановления распределения тепловых источников в двумерной оптико-акустической томографии
§2.4. Результаты Главы II
Глава III. Оптико-акустический метод мониторинга
высокоинтенсивной ультразвуковой терапии
§3.1. Обзор литературы по методам контроля высокоинтенсивной
ультразвуковой терапии
§3.2. Оценка предельных возможностей магнитно-резонансной
термометрии в мониторинге высокоинтенсивной ультразвуковой терапии
3.2.1 Экспериментальная установка для магнитно-резонансной термометрии среды при воздействии на нее высокоинтенсивного фокусированного ультразвука
3.2.2 Численный расчет температурного поля в гелевом фантоме, находящемся в мощном фокусированном ультразвуковом пучке
3.2.3 Анализ результатов численного расчета и измерения температуры гелевого фантома при ультразвуковом нагреве
§3.3. Исследование возможности обнаружения ультразвуковых
термических разрушений в толще ткани оптико-акустическим методом
3.3.1 Измерение контраста оптических свойств неповрежденной и термически разрушенной биоткани
3.3.2 Измерение коэффициента эффективности оптико-акустического преобразования неповрежденной и термически разрушенной биоткани
3.3.3 Обнаружение ультразвукового термического разрушения в биоткани in vitro оптико-акустическим
методом
§3.4. Исследование зависимости амплитуды оптико-акустического
сигнала от температуры биоткани
§3.5. Результаты Г лавы III
Основные результаты
Список литературы
Благодарность

регистрации находится достаточно близко к границе поглощающего слоя, то есть, В «1, то сигнал будет однополярным; как передний, так и задний фронт будут экспоненциальными, повторяя распределение тепловых источников по глубине. Соответствующий временной профиль при х = 1 мм показан на рис. 1.12 сплошной линией (аналитическое решение) и незакрашенными кружочками (результат численного расчета). Заметим, что все вокселы, рассматриваемые в расчете, являются источниками двухполярных сигналов, однако при суперпозиции в точке наблюдения отрицательные вклады полностью компенсируются.
Время, мкс
Рис. 1.12 ОА сигнал от сильно поглощающего слоя, зарегистрированный точечным приемником на различных расстояниях х от поверхности слоя
При увеличении расстояния от плоскости, В ~ 1, ОА сигнал изменяется вследствие дифракции. Теоретический и численный ОА сигналы, «зарегистрированные» на расстоянии х = 50см, приведены на рис. 1.12 (тонкая сплошная линия и крестики, соответственно). Видно, что дифракция не влияет на передний фронт сигнала, он остается экспоненциальным на любом расстоянии от плоскости, но задний фронт становится отрицательным за счет уменьшения амплитуды низкочастотных составляющих. При дальнейшем увеличении расстояния (х = 120см) временная форма сигнала постепенно приближается к производной по времени от исходного импульса (пунктирная линия и сплошные кружочки).
Итак, в каждом из рассмотренных случаев аналитическое решение совпадает с
временной формой численно рассчитанного сигнала, что подтверждает
правильность предложенного подхода, то есть, применимость принципа Гюйгенса-