Высокочувствительная акустическая диагностика неоднородностей и тепловых полей в биомедицинских и технических приложениях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

МАНСФЕЛЬД Анатолий Дмитриевич

ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА НЕОДНОРОДНОСТЕЙ И ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ В БИОМЕДИЦИНСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЛОЖЕНИЯХ

01.04.06 - акустика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

1 2 МАЙ 2011

Нижний Новгород 2011

4845140

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте прикладной физики РАН

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Назаров Вениамин Евгеньевич, Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН

доктор физико-математических наук, профессор Кисляков Альберт Григорьевич, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

доктор технических наук Гаврилов Леонид Рафаилович, Акустический институт им. акад. H.H. Андреева

Ведущая организация Учреждение Российской академии наук

Институт радиотехники н электроники РАН

Защита состоится «21» июня 2011 г. в «14.00» часов на заседании диссертационного совета Д 002.069.01 при Институте прикладной физики РАН по адресу: 603950 Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института прикладной физики РАН по адресу: 603950 Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46.

Автореферат разослан « @ ® » <£р\ 1 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук

А. И. Малеханов

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Диссертация посвящена исследованию и развитию акустических методов диагностики, основанных на активной и пассивной локации, для биомедицинских и технических приложений и демонстрации их возможностей.

Развитие высокочувствительных методов исследования тепловых полей и неоднородностей среды открывает новые возможности для исследования ряда процессов, происходящих в организме человека в норме и при наличии патологий.

Важнейшим направлением исследования является акустотермометрия -метод, основанный на регистрации сверхслабого акустического излучения, порождаемого тепловым движением атомов и молекул среды. Этот метод позволяет решить проблему измерения внутренней температуры человека, что может дать уникальную диагностическую информацию о состоянии тканей организма, о реакции его на внешние воздействия, а также о появлении новообразований. В ряде случаев изменения температуры могут предшествовать морфологическим изменениям тканей, которые можно, иногда слишком поздно, зарегистрировать с помощью средств интроскопии - рентгена или УЗИ. Так, например, в многочисленных экспериментах показано, что изменение температуры участков молочной железы предшествует появлению новообразований [1], следовательно, может служить ранним диагностическим признаком этого заболевания. Измерения внутренней температуры совершенно необходимы также для контроля процесса гипертермии - одной из основных процедур в лечении онкологических заболеваний.

Основным достоинством акустотермометрии является возможность измерения внутренней температуры тела без какого-либо воздействия на организм и определения направления на источник с аномальной температурой, что позволяет построить его температурное изображение. Первые работы, показавшие принципиальную возможность регистрации акустического излучения нагретых тел - это работы Д.Эзроу (Е).Егго\у) и Р.Х.Мэллена (Я.Н.МеИеп) и В.И.Бабия [2-4]. На этой основе в 80х годах прошлого столетия возникло направление исследований - акустотермометрия. Пионерские работы Т. Боуэна и Ю.В. Гуляева, В.И. Пасечника и В.И. Миргородского заложили основы акустотермометрии [5-7].

Несмотря на большое количество работ в этой области, до сих пор существовал ряд проблем, оставшихся неисследованными. Это, прежде всего, проблемы реализации предельной чувствительности, построения изображений поля внутренних температур, проблема расчета термодинамической температуры по измеренной акустояркостной температуре. Для такого расчета, в частности, необходимо знание коэффициента поглощения ультразвука в биотканях, причем измерения поглощения необходимо производить

in vivo с помощью активной локации при одностороннем доступе к объекту /

измерения. Решению этих взаимосвязанных проблем посвящена первая часть диссертации.

Другой важной проблемой диагностики является обнаружение тл спектроскопия газовых пузырьков в биологических тканях. Существует ряд профессий, связанных с условиями работы, когда на человека действуют большие перепады давления. Это водолазы и кессонные рабочие, испытывающие повышенные давления, летчики и космонавты, подверженные действию пониженных давлений. В результате снижения давления газ, растворённый в крови человека, прежде всего азот, начинает выделяться в виде пузырьков, которые, перемещаясь по кровеносному руслу, могут вызывать нарушения кровоснабжения органов и тканей. Необходим контроль появления пузырьков. Контроль возникновения и спектроскопия пузырьков необходимы также для создания и проверки существующих моделей роста и рассасывания пузырьков в биологических тканях.

Трудность этой задачи состоит в том, что пузырек окружен биологическими тканями, рассеянный сигнал от которых сопоставим или существенно превышает сигнал, рассеянный пузырьком. Кроме того, пузырьки могут иметь большой разброс по размерам (более двух порядков), что существенно затрудняет использование их резонансных свойств при локации, т.к. необходим очень широкий диапазон работы ультразвукового локатора. Несмотря на большое количество работ, свидетельствующих об актуальности проблемы, задачи обнаружения и спектроскопии пузырьков в биологических тканях до конца решены не были. Возникла необходимость теоретического и экспериментального исследования режимов колебаний пузырька при его облучении акустическими импульсами, в том числе, необходимость исследовать особенности применения нелинейных методов локации пузырьков в биологических тканях, исследовать переходные процессы и возможности их использования для обнаружения и спектроскопии пузырьков.

Известно большое число теоретических и экспериментальных работ, посвященных поведению газового пузырька в поле ультразвуковой волны, касающихся как линейных, так и нелинейных режимов колебаний пузырька. Однако, в подавляющем большинстве этих работ исследованы стационарные режимы колебаний. Вместе с тем большой интерес вызывают именно переходные процессы, возникающие при импульсном возбуждении пузырька. На исследование переходных процессов было обращено внимание в работах Буланова В.А., Соседко Е.В., Максимова А.О. [8-10]. Для оценки возможности акустических методов спектроскопии пузырьков в диссертации проведены модельные компьютерные эксперименты на основе решения уравнения для радиальных колебаний пузырька (уравнения Рэлея - Плессета) при его импульсном возбуждении, а также лабораторные и натурные эксперименты. На этой основе проанализированы возможности нелинейных методов спектроскопии и показаны пределы их применимости. Исследованию этих вопросов посвящена вторая часть диссертации.

Одной из актуальных технических задач, решаемых с помощью высокочувствительных акустических измерений, является задача диагностики турбулентных течений газа. В настоящее время большое распространение получили ультразвуковые измерители скорости, работа которых основана на измерении времени распространения ультразвукового импульса по направлению движения потока и против него. Эти устройства требуют непосредственного контакта датчиков со средой, скорость движения которой измеряется. Это приводит к необходимости защиты датчиков от влияния среды, а также к возмущению исследуемого потока. Датчики необходимо вводить непосредственно в поток через стенку трубы, что требует установки в разрыв трубопровода специальных измерительных модулей. Вместе с тем, для оперативного контроля, а также для технологических целей представляет интерес возможность измерения скорости течения и её временной динамики с помощью внешних датчиков. Однако для реализации подобных измерений необходимо решить проблему выделения слабого сигнала, прошедшего через газ, от помех - поверхностных волн Лэмба, распространяющихся по стенке трубы. Подобные измерения требуют применения специальных методов обработки сигналов и оценки по их временным параметрам скорости течения газа. Решению этой проблемы посвящена третья часть диссертации.

Цели диссертационной работы заключаются в развитии основ акусто-термометрии биологических объектов, ультразвуковой спектроскопии газовых пузырьков в биологических тканях, а также в развитии методики ультразвуковой диагностики газовых потоков.

Достижение этой цели потребовало решения следующих основных задач:

- теоретически и экспериментально исследовать методики регистрации акустояркостного сигнала с целью получения максимально возможной чувствительности акустотермометров;

- реализовать методики построения поля внутренней температуры биологических объектов;

- разработать и обосновать методику измерения акустического поглощения в биологических тканях при одностороннем доступе к объекту измерения;

- исследовать линейные и нелинейные режимы возбуждения газовых пузырьков с помощью акустических импульсов;

- исследовать возможность спектроскопии газовых пузырьков в биотканях на основе возбуждения собственных колебаний пузырьков;

- экспериментально исследовать процесс самодетектирования акустических импульсов в биотканях

- исследовать возможность и предложить методику выделения слабого акустического сигнала, прошедшего через газ, при зондировании турбулентных газовых потоков через стенку трубы.

Методы исследований заключались в использовании компьютерного моделирования, проведении экспериментальных лабораторных и натурных исследований.

Достоверность и обоснованность. Выводы диссертации обоснованы аналитическими и численными расчетами, а также результатами натурных и лабораторных экспериментов. Основные положения диссертации опубликованы в ведущих российских журналах, докладывались на международных и российских конференциях и хорошо известны среди специалистов.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

- продемонстрированы возможности локализации и картирования нагретых образований с помощью приема собственного теплового излучения на основе применения углового сканирования и метода алгебраической реконструктивной томографии;

- экспериментально продемонстрирована возможность построения одномерных профилей температуры с помощью анализа спектра собственного акустического излучения в средах с частотной зависимостью коэффициента поглощения ультразвука;

- теоретически показана возможность измерения коэффициента поглощения, его частотной зависимости и коэффициента отражения по спектру отраженного сигнала при одностороннем доступе к объекту на основе использования частотной зависимости коэффициента поглощения, в том числе в средах со слоистой структурой;

- теоретически исследованы режимы колебаний газовых пузырьков, возбуждаемых акустическими импульсами, предложены методики обнаружения и спектроскопии газовых пузырьков в биологических тканях, основанные на использовании собственных колебаний пузырьков при их импульсном возбуждении;

- экспериментально зарегистрированы и измерены уровни сигналов, генерируемых в результате самодетектирования акустических импульсов в биоткани;

- предложена методика импульсной ультразвуковой локации газовых потоков в трубах с помощью внешних датчиков, позволяющая выделить слабый сигнал, прошедший через газ на фоне сильных стационарных помех, и использовать его для измерения скорости газового потока.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

В области акустотермометрии разработаны методики и аппаратура, позволяющие производить измерения внутренней температуры биологических объектов по их собственному акустическому излучению, строить двумерные изображения нагретых объектов и контролировать нагрев тканей в процессе гипертермии.

Предложены и исследованы методики обнаружения и спектроскопии газовых пузырьков, необходимые для контроля их возникновения в тканях человека при воздействии на него изменяющегося внешнего давления.

Предложена методика и построена аппаратура, предназначенная для измерения скорости течения газа в трубопроводах с помощью внешних накладных датчиков без непосредственного контакта с измеряемым потоком.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на многочисленных всероссийских и международных конференциях и семинарах, в том числе, на конференциях BIOS 2002, SPIE 2000, 2001, 2002, на 5-й, 6-й и 7-й научных конференциях по радиофизике (ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, 2001 - 2003), на 11-м Международном симпозиуме по нелинейной акустике (Новосибирск, 1987), на конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 1998), на XI Всесоюзной акустической конференции (Москва, 1991), на XI, XIII, XIX, XX сессиях Российского акустического общества, на семинаре Акустического института «Акустика неоднородных сред», на 1-й Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (Н. Новгород, 1999), на конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (Троицк, 2008), на 8-й Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине», на Международном симпозиуме «Прогресс в исследованиях по радиоэлектронике» (Москва, 2009), на 4-й Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 2010), на семинарах ИПФ РАН.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 62 работы, в том числе 18 статей в журналах (16 из перечги ВАК), 3 патента РФ, 1 авторское свидетельство СССР на изобретение, 1 препринт, 7 статей в тематических сборниках, 32 докладах на конференциях и симпозиумах.

Структура и объем диссертации: диссертация состоит из Введения, 9 глав, Заключения, Списка литературы. Объем диссертации составляет 304 страниц. Диссертация содержит 138 рисунков и 2 таблицы. Список цитируемой литературы содержит 263 наименования.

Личный вклад автора. Основные идеи, заложенные в диссертации, принадлежат автору. Основная часть содержащихся в диссертации материалов получена автором самостоятельно, либо под его руководством и при непосредственном участии. Часть экспериментальных работ выполнялись автором в соавторстве с коллегами по работе: А.Г. Саниным, A.M. Рейманом, Р.В. Беляевым, В.А. Вилковым также под его руководством и при непосредственном участии. Ряд экспериментов по акустотермографии проводился с Е.В. Кротовым и П.В. Субочевым в рамках подготовки кандидатских диссертаций, руководителем которых являлся автор. Исключение составляют работы, проведенные совместно с профессором A.A. Аносовым (ИРЭ РАН) и его сотрудниками. Они проводились на паритетных началах. Здесь вклад автора состоит в

организации и непосредственном участии в разработке акустотермографов, с помощью которых проведены натурные и лабораторные исследования, в подготовке экспериментов, а также обсуждении их результатов. Работы, связанные со спектроскопией пузырьков, в части численного моделирования, а также часть лабораторных экспериментов проводились непосредственно автором. Натурные эксперименты по обнаружению и спектроскопии пузырьков проводились совместно с ИМБП РАН на паритетных началах. Работы по диагностике газовых течений проводились либо совместно с коллегами из г. Сарова (ЗАО «БИНАР») В.А. Агуреевым, C.B. Тусилло, Д.В. Мороскиным, либо совместно с Г.П. Волковым. Основная идея выделения полезного сигнала из стационарных помех и дальнейшей его обработки принадлежит автору.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Измерение собственного излучения позволяет производить картирование поля внутренних температур биологических объектов на основе углового сканирования с последующим восстановлением изображения с помощью алгоритмов реконструктивной алгебраической томографии.

2. Измерение спектра теплового акустического излучения в среде с частотно-зависимым поглощением позволяет производить измерение распределения внутренней температуры биологических объектов вдоль ультразвукового пучка.

3. Применение акустотепловидения позволяет реализовать контроль внутренней температуры при лазерной гипертермии органов и тканей.

4. С помощью акустического зондирования сложной среды, имеющей отражающие структуры, можно определить акустическое поглощение, его частотную зависимость и коэффициент отражения, даже при наличие слоистой структуры, in vivo при одностороннем доступе к объекту исследования.

5. Использование переходных процессов при импульсном ультразвуковом зондировании газовых пузырьков позволяет выделять сигнал от пузырька на фоне других нерезонансных неоднородностей в сложных слоистых средах.

6. При ультразвуковом зондировании потока газа через металлическую стенку трубы с помощью внешних ультразвуковых датчиков турбулентные пульсации скорости потока позволяют выделить ультразвуковой импульс, прошедший через газ, на фоне стационарных помех и использовать его для измерения скорости газа.

Основное содержание работы

Во введении сформулирована актуальность, цели и задачи диссертационной работы, приведен краткий обзор её содержания и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации содержится обзор публикаций по акусто-термографии, проблемам обнаружения газовых пузырьков в биологических тканях и диагностики газовых потоков в трубопроводах с помощью ультразвуковой локации.

Вторая глава посвящена общим принципам акустотермометрии, а также проблемам, возникающим при регистрации теплового акустического излучения. В параграфе 2.2 обсуждены требования к акустотермометрам и приведены расчеты предельной чувствительности акустотермометров. Для случая, когда температура антенны равна средней температуре объекта, получено простое выражение для температуры системы Тс «объект - антенна - приемник», связывающее основные параметры акустотермометра:

где Т0 - температура объекта, Кш - коэффициент шума приемника, >] - КПД антенны. Это позволяет легко оценить потенциальную чувствительность акустотермометра дТ по известному в радиометрии выражению:

где А/ - ширина полосы приема, которая определяется шириной частотной характеристики антенны, г - время измерения, в - коэффициент, зависящий от типа радиометрического приемника (от 1 у компенсационного до 2,8 у модуляционного). При А/ ~ 1 МГц , г ~ 10 с, ¡1=0,8, Кш = 1 дБ, чувствительность ¿Г =0,17 К.

В параграфах 2.3.1-2.3.4 обсуждается возможность применения акусто-термометрических приемников различного типа: корреляционного, компенсационного и модуляционного. При обсуждении возможности применения корреляционных приемников, показано, что для акустотермометрии этот тип приема имеет весьма ограниченное применение. Это объяснятся тем, что источник, порождающий тепловое акустическое излучение всегда имеет конечные размеры, а излучение такого источника в разных направлениях оказывается некоррелированным. В результате оценок и экспериментов предпочтение отдано компенсационному типу приемников с термостатированием антенны и радиотракта. С помощью приемников этого типа можно получить наивысшую температурную чувствительность при заданном времени измерения, либо существенно уменьшить время измерения.

В параграфе 2.4 обсуждены проблемы помехозащищенности, и приведены некоторые соображения по её повышению.

Третья глава посвящена развитию методов двумерной акустотермогра-фии. В параграфе 3.2 приведено описание принципов построения двумерных профилей температуры на основе углового сканирования объекта антеннами акустотермографа, и приведена простейшая схема такого сканирования. Впервые продемонстрирована возможность реализации картирования с помощью двухканального сканирующего акустотермографа. Получены скано-граммы нагретых объектов в лабораторных экспериментах.

В этом параграфе продемонстрирован способ локализации нагретых источников на основе углового сканирования, которое производилось с помощью созданного в процессе работы 12-канального сканирующего акустотер-мографа (рис. 1).

Рис. 1. Внешний вид 12-канальной сканирующей антенны и схема сканирования.

В параграфе 3.3 приведена схема и обсуждаются перспективы построения акустотермографов с фазируемой антенной решеткой и приводится схема подобного устройства, созданного в процессе работы. Несмотря на кажущуюся привлекательность этого вида акустотермографов, по мнению автора, в ближайшем будущем подобная схема их построения перспективы не имеет.

В параграфе 3.4 для построения изображения было предложено использование алгоритма алгебраической реконструктивной томографии (АРТ-алгоритма), В литературе обсуждались методики восстановления двумерных профилей температуры с помощью алгоритмов восстановления «по Тихонову». В данной работе был применен именно АРТ-алгоритм, известный еще с начала рентгеновской томографии. Преимущества этого алгоритма перед другими выявляются в тех случаях, когда имеет место неполнота данных и их зашумленность. Неполнота данных в акустотермометрии объясняется тем, что сканирование производится только с одной стороны объекта, и нет возможности «осмотреть» объект со всех сторон, как это делается в рентгенто-мографии. Тем не менее, как показало проведенное моделирование, этот алгоритм позволяет реконструировать температурные изображения довольно сложных объектов. В параграфе 3.4.1 приведены результаты исследования алгоритма алгебраической реконструктивной томографии при построении двумерных профилей температуры по результатам углового сканирования. На рис. 2 представлены образцы заданного распределения температуры и восстановленного с помощью АРТ-алгоритма.

В параграфе 3.4.2. приведены результаты лабораторных экспериментов по локализации нагретых объектов с помощью многоканального акустотер-мографа и АРТ-алгоритма.

В модельных экспериментах показаны возможности восстановления изображения источников в биологических и биоподобных средах (рис. 3).

Рис. 2. Моделирование процесса реконструкции изображения нагретых объектов в результате сканирования 12-канальным акустотермографом с восстановлением изображения с помощью АРТ-алгоритма: а -заданная форма распределения; 6 - результат реконструкции; в - пример восстановления изображения того же источника при наличии шума (10% от величины полезного сигнала).

В параграфе 3.5 приведены результаты работ по использованию акусто-термографа с фокусированной антенной для построения изображений нагретого объекта. Применение фокусированных антенн большого диаметра позволяет перераспределить чувствительность акустотермографа, получив максимальное её значение в фокусе антенны. Впервые на эту возможность указывалось в работе [11].

Рис. 3. Результат локализации нагретой полистироловой трубки, помещенной в желатин с помощью 12-канального акустотермографа: а - реконструированное изображение распределения температуры; б - изображение, отфильтрованное с помощью двумерной фурье-фильтрации.

При сканировании объекта вдоль оси пучка возможна локализация нагретых объектов. В параграфах 3.5.1 теоретически оценены возможности такого типа приема, для чего моделировался процесс измерения на основе вычисления акустояркостной температуры в соответствии с выражением

ОС 00 00

-ос -сс О

где у(г) - коэффициент поглощения в данном случае для простоты зависит только от продольной координаты, Т(х, у, г) - распределение термодинамической температуры объекта, Е(х, у, г) - распределение интенсивности поля антенны при её работе в режиме излучения.

В параграфах 3.5.2 приведены результаты лабораторных исследований, показавшие возможность локализации небольших объектов. Теоретически показано, что, локализация нагретого слоя с помощью фокусированной антенны при её сканировании вдоль оси пучка невозможна, т.к. изменение интенсивности сигнала при выходе из зоны фокуса компенсируется увеличением площади поперечного сечения пучка, что приводит к неизменности принимаемого сигнала. В параграфе 3.6 приведены результаты экспериментов по локализации компактных нагретых объектов с помощью акустотермографов с фокусированными антеннами (рис. 4).

1,0 0,8

0,6

0,4

0,2

ЛТ.К

J_L

I

J_L

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 О

AT,К

тИ I I I i^^T^i f

10 28 46 64

82 100 z.mm

-12 -6 0 6

12

х.мм

Рис. 4. (а) - результат сканирования нагретого источника (трубка, заполненная маслом помещенная в воду) по глубине, (б) - результат сканирования по поперечной координате (точки на графиках - экспериментальные данные, сплошная линия - расчет).

В параграфе 3.7 описана методика построения профиля температуры, основанная на использовании спектральных характеристик акустояркостного сигнала. Очевидно, что чем дальше от датчика в биоткани находится нагретый участок, тем сильнее в спектре его излучения будут подавлены высокие частоты. Аналогичная методика измерения была развита в работах по СВЧ-радиометрии [12]. Первые подобные исследования в акустотермометрии были сделаны в работе A.A. Аносова, В.И. Пасечника [13]. Реальные измерения, демонстрирующие работоспособность метода, впервые были сделаны в процессе данной работы. В результате создания в последнее время довольно эф-

12

фективных и, вместе с тем, широкополосных датчиков с одним и двумя согласующими слоями появилась возможность регистрации акустического излучения широком в диапазоне частот, поглощение на краях которого, отличается более чем в три раза. В основу измерений положено основное выражение для акустояркостной температуры для среды с независимым от пространственных координат коэффициентом поглощения уф:

Та(Л = ]г(ЛТ(г)е^Чг.

о

Решение задачи восстановления пространственного распределения температуры сводится к решению уравнения Фредгольма 1 рода в следующем виде:

= ТПА/П,п = 1...Ы ,

А/. О

Та(А/) — акустояркостная температура, измеренная частотным каналом с номером п, Т(г) — неизвестный глубинный профиль температуры, / - частота, г - глубина, Ь - предельная глубина зондирования для всех частотных каналов, А/п - ширина полосы частотного канала с номером П .

В эксперименте спектр акустояркостного сигнала (0,8 - 3,2 МГц) был разделен фильтрами на три участка, в каждом из которых производилось измерение интенсивности сигнала, а затем решалась обратная задача по восстановлению профиля температуры методом условного градиента в классе гладких монотонных функций. Эксперимент проводился на слое касторового масла, подогреваемого с одной стороны. Реконструированная зависимость на основе решения обратной задачи с помощью метода условного градиента показана на рис. 5.

ю ЛТ-К

Рис. 5. Результат восстановления профиля температуры в эксперименте на слое касторового масла. Сплошная кривая -измерение с помощью контактных датчиков, пунктирная - с помощью акустотермографа.

см

В четвертой главе диссертации приведены результаты измерений акустояркостной температуры в экспериментах in vivo (параграф 4.2), модельных экспериментах (параграф 4.3) и в клинических условиях (параграф 4.4). Важнейшим из описанных экспериментов является проведение измерений в про-

дессе гипертермии молочной (рис. 6) и щитовидной железы (рис. 7), а также измерение температуры в процессе лазерной гипертермии раковой опухоли в лабораторном эксперименте с подопытными животными (рис. 8).

Отметим, что измерения внутренней температуры щитовидной железы практически невозможны какими-либо другими способами. Здесь очень важны малые размеры акустической антенны и её высокая направленность.

{а) гипертермия молочной железы

Рис. 6. Нагрев молочной железы. Начало нагрева - в нулевой момент времени. Нижняя кривая - измерение в канале, антенна которого направлена в сторону от нагреваемой области.

I • "». 1 нагрев - АТ2 I \ / I I прекращен

к'

д/\ /

: ■■ ^ г

' А длтг

У° °

ч 6

" п 1 "Ч-1---I-'-I->— I ' - I-■ 1 '-Г" ' >

О 100 200 300 400 500 600 700 ВОО 900

I

м

у I \

(б) гипертермия щитовидной железы

ат1' / \ I нагрев

-а- ат2| ¿д / ^ ^ | прекращен

I / \

\А 'л

/\ л

1 \ / \ /Й д/\

I V "V"4

Ы V

100 200 300 <00 500

Рис. 7. Нагрев щитовидной железы. Начало нагрева - в нулевой момент времени. Нижняя кривая - измерение в канале, антенна которого направлена в сторону от нагреваемой области

Рис. 8. Приращение акустояр-костной температуры, измеренной двумя акустотермо-метрами в процессе лазерной гипертермии: / - без использования наночастиц, 2-е инжектированными золотыми наночастицами размером 200250 нм.

Пятая глава диссертации посвящена проблеме измерения акустического поглощения в биологических тканях при одностороннем доступе к объекту измерения. Знание этого параметра очень важно для акустотермометрии, т.к. для пересчета акустояркостной температуры в термодинамическую совершенно необходимо знание акустического поглощения среды.

Обычно, коэффициент акустического поглощения измеряется в режиме «на прохождение» in vitro, для чего приготовляются образцы биологической ткани. Естественно, это уже неживая ткань и от тщательности подготовки образцов существенно зависят результаты измерений. Видимо, именно по этой причине величины измеренных коэффициентов поглощения, приводимые в литературе, сильно различаются. Кроме того, измерения в режиме «на прохождение» практически не возможны на живом организме.

Неизвестными здесь являются коэффициент отражения, коэффициент поглощения и его частотная зависимость. Впервые возможность измерения поглощения по спектру на основе измерения спектральных компонент на двух частотах была показана в [14]. Здесь продемонстрирована возможность измерения поглощения, его частотной зависимости и коэффициента отражения от структур, находящихся на некотором расстоянии от поверхности тканей на основе спектрального анализа в широком диапазоне частот. На рис. 9а показан логарифм спектра импульса, прошедшего через среду и отраженного от внутренней структуры. Построение этой кривой в двойных логарифмических координатах позволяет вычислить величину поглощения и определить её частотную зависимость. Разница между кривыми на рис. 9а на нулевой частоте определяется логарифмом модуля коэффициента отражения, который также может быть вычислен. Показана также возможность измерения этих параметров и в том случае, когда границы отражающего объекта находятся на расстоянии меньшем, чем пространственная протяженность акустического импульса. В этом случае импульсы интерферируют, и спектр изменяется (рис. 96). Для разделения сигналов от границ применяется кепстральный анализ сигнала. Фрагмент кепстра двух перекрывающихся по времени импульсов, и результат его редактирования показаны на рис. 10. Если теперь сделать обратное преобразование Фурье от отредактированного кепстра, то получится логарифм спектра, показанный пунктиром на рис. 96, повторяющий логарифм спектра единичного импульса. Далее, как и в случае одной отражающей границы, построив его в двойных логарифмических координатах, можно определить необходимые параметры - коэффициент поглощения и его частотную зависимость.

В параграфе 5.5. сделаны оценки и обсуждена проблема, возникающая при отражении сигнала от неровной поверхности. В этом случае спектр отраженного сигнала принятого датчиком с конечной апертурой изменяется. Показано, что при использовании приемного датчика с малой апертурой влияни-

ем неровности отражающей поверхности на точность измерения коэффициентов поглощения и отражения можно пренебречь.

ч. а

О \ ч N

<> ч О <\ с-

/л|5(9|

1МГц

-з

-ш

-21

р \>

■-Ч V. 6

\

й I 1,ЖЦ

13

Рис. 9. Логарифмы модулей спектров импульсов: а) - единичного импульса, (0) -отраженного от структуры с коэффициентом отражения к, 1п|5/0(Л (о), спектр импульса, отраженного от границы с |к|= 1 (+). Разница между значениями в нуле равна 1п |к| б) - двух перекрывающихся импульсов (сплошная) и единичного импульса (пунктир).

ад

02

и

0.4

Рис. 10. Фрагмент кепстра сигнала от двух импульсов с пиками на сачтоте задержки и её рагмониках в большем масштабе (а); тот же фрагмент после редактирования (б).

В параграфе 5.6 обсуждаются вопросы практической реализации предлагаемой методики, в том числе влияние аддитивного шума на точность измерения. Показано, что при отношении сигнал/шум более 30 дБ ошибки измерения не превышают нескольких процентов.

Шестая глава посвящена проблемам диагностики газовых пузырьков в организме человека.

В параграфах 6.2 и 6.3 на основе численного моделирования исследованы возможности выделения сигнала от газового пузырька в различных режимах

локации, использующих импульсное возбуждение и прием сигнала, рассеянного пузырьком на гармониках и комбинационных частотах.

В параграфе 6.4 исследуется метод спектроскопии, основанный на нелинейно-параметрическом способе локации, и использующий приём сигналов на частоте субгармоники (//2) и ультрагармоник (п//2) частоты излучения / Этот метод был реализован технически в диапазоне частот, который позволил регистрировать очень мелкие пузырьки (4-10 мкм), расположенные неподвижно в сильно неоднородных биологических тканях. При фиксированной частоте излучения отклики на суб- и ультрагармонике возникают при двух размерах пузырьков, соответствующих резонансу на основной частоте и на частоте субгармоники (рис. 116, рис. 12). Как показано в параграфе, эти всплески имеют разные механизмы возникновения. Всплеск при большем радиусе на рис. 116 соответствует параметрической генерации субгармоники, всплеск при меньшем радиусе возникает благодаря расширению спектра импульсного сигнала из-за сильной нелинейности пузырька. Соотношение между амплитудами всплесков существенно зависит от формы зондирующего импульса (см. рис. 11).

«Р. Па

30 —

й-

< I

Р.мкм

Р.Па

гсо —,

«а ад

К С

5-1

Р.Па

Л

V

I

\ б

Р. мкм

!\ б

Р,мкм

Рис. 11. Зависимость амплитуды давления на субгармонике от радиуса пузырька. Частота зондирования 1 МГц. Частота приема 500 кГц; а - при возбуждении импульсом с плавными фронтами; б - при трапецеидальной форме импульса с резкими фронтами; в - при возбуждении пузырька длинным импульсом и регистрацией амплитуды через 50 мкс после его начала.

На основе приема сигналов на суб- и ультрагармониках был построен ультразвуковой локатор «Ветер», с помощью которого проведены успешные натурные исследования в условиях барокамеры, на подопытных животных и испытателях. В ходе экспериментов обнаруживались неподвижные газовые пузырьки в тканях, возникавшие при снижении давления в камере.

Рис. 12. Осциллограммы сигналов на частотах: а - субгармоникн, б - на частоте ультрагармоники от одиночного пузырька (лабораторный эксперимент). Нижняя ось - ось размеров пузырька, полученная с помощью киносъемки, в - на частоте субгармоники и г - на частоте ультрагармоники (численное моделирование)

К недостаткам методики относится невозможность обнаружения пузырьков, не попадающих в резонанс с частотой накачки или с частотой субгармоники. Отсутствие сигналов вне резонансной области на суб- и ультрагармониках подтверждается численным и натурным экспериментами (рис. 12).

В параграфе 6.5 рассмотрена трансформация сигналов на субгармониках при изменении внешнего статического давления. Показано, что при изменении внешнего давления происходит изменение амплитуды откликов и резонансных частот пузырька.

В параграфах 6.6-6.8 на основе численного моделирования уравнения для радиальных колебаний пузырька (уравнения Рэлея - Плессета) исследованы режимы возбуждения собственных колебаний пузырька при различных амплитудах, формах и длительностях возбуждающих импульсов. На этой основе рассмотрены некоторые возможные методики спектроскопии газовых пузырьков, использующие возбуждение пузырька с помощью коротких ультразвуковых импульсов с последующей регистрацией собственных колебаний пузырька. Этим предлагаемые методики отличаются от ранее предложенных методик спектроскопии. Здесь используются резонансные свойства пузырька и линейный режим локации. На рис. 13 показаны осциллограммы сигнала от пузырька и смесь сигналов от пузырька и сигналов от слоев ткани. Сигнал собственных колебаний задается искусственно и хранится в памяти компьютера. Операция по выделению сигнала из смеси состоит в двустороннем ограничении смеси сигналов с последующей взаимно - спектральной обработкой ограниченной смеси и заданного сигнала от пузырька. На рис. 14 показана взаимная спектральная плотность сигнала от пузырька и смеси, подвергнутой ограничению.

2) Ю

t,MKC

ш

t,MKC

Рис. 13. Осциллограмма сигнала давления от пузырька Ко=10мкм (а); осциллограмма, содержащая сигнал от пузырька, сигналы, имитирующие рассеяние от слоев ткани и шум (б). Амплитуда сигнала от пузырька в 1015 раз меньше амплитуды смеси, и на рисунке (б) сигнал от газового пузырька не виден.

^ 8000 -¿ 6000 -° 4000 -С? 2000 -о 0 -

О 200 400 600 800

Частота, кГ ц

Рис. 14. Модули взаимной спектральной плотности смеси сигналов от слоев ткани и сигнала от газового пузырька; тонкая кривая - при наличии газового пузырька, жирная кривая - в отсутствие газового пузырька, пунктиром показано пороговое значение, по пересечению которого принимается решение о наличии газового пузырька. Видно, что сигнал от пузырька хорошо выделяется, несмотря на то, что исходный сигнал от слоев ткани существенно превышает сигнал от пузырька. Подбирая частоту собственных колебаний пузырька по максимальному значению отклика можно определить его резонансную частоту, а, следовательно, и его размеры.

Седьмая глава диссертации посвящена описанию лабораторных и натурных экспериментов, связанных с обнаружением и спектроскопией газовых пузырьков. В параграфе 7.2 представлено описание методики обнаружения газовых пузырьков в кровотоке при понижении давления. Предложенная схема локации отличается от ранее применяемых схем. Прежде всего, был выбран другой объект локации - правый желудочек, вместо легочной артерии, что позволило повысить надежность обнаружения. Это, однако, потребовало применения импульсно-доплеровского режима локации, что является вторым отличительным моментом данной методики. Сочетание этих двух идей позволило создать методику, позволившую производить обнаружения пузырьков в кровотоке человека без участия оператора, а также во время выполне-

ния работы и физических упражнений, что было совершенно невозможно ранее. Описаны натурные эксперименты на людях в условиях барокамеры, подтвердившие состоятельность разработанных методов.

В параграфе 7.3 приведены результаты локации газовых пузырьков в лабораторном эксперименте. Локация производилась широкополосными импульсами, при этом возбуждались пузырьки разных размеров. В приемном тракте сигналы разделялись с помощью фильтрации на несколько частотных диапазонов. На рис. 15 показана зависимость амплитуды рассеянного пузырьком сигнала от размеров при его облучении коротким импульсом и последующей фильтрацией сигнала. Кривые получены с помощью численного решения уравнения Рэлея - Плессета, в котором в качестве сигнала возбуждения использовался короткий импульс.

140 т--------------------------------

120 -|------

100

. 80 Л)

; 60 о

40

0 т&ишШЗЯ^ - т------- ..,---------------------------------,

4 10 20 30 40 50 60 70 80

-20 1--------------

Я, мкм

Рис. 15. Зависимость амплитуды сигнала на выходах полосовых фильтров: I -750 кГц, 2-450 кГц, 3 - 350 кГц, 4 - 250 кГц, 5-150 кГц, б - 75 кГц, при возбуждении пузырька коротким импульсом с х = 1 мкс, Р = 103 Па.

В результате продемонстрирована возможность регистрации собственных колебаний в зависимости от размеров пузырька, т.е. возможность их спектроскопии.

На рис. 16 показаны осциллограммы сигналов от пузырьков в разных частотных каналах при локации пузырьков в воде.

Как видно из рис. 15, зависимости амплитуды от радиуса газового пузырька неоднозначны: одна и та же амплитуда может соответствовать нескольким радиусам пузырька. Это объясняется тем, что наряду с основным резонансом имеет место общее нарастание амплитуды сигнала с ростом радиуса пузырька, связанное с ростом его сечения рассеяния. Нормируя на значение амплитуды зондирующего сигнала на частоте фильтра, и измеряя сигналы, полученные с выходов нескольких фильтров, можно оценить размер пузырька. Например, если сигнал имел большую амплитуду после фильтра

-Фильтр 1 -Фильтр 2 -Фильтр 3 -Фильтр 4 -Фильтр 5 -Фильтр 6

№ 1 (750 кГц) и малую после фильтров № 2 и № 6, можно сказать, что расчетный радиус газового пузырька составлял величину порядка 4,7 мкм.

«Л11

зШР »

^имМкм^/Л. №-

{« ' 1 * _ - . • ............ 1

4 К'1 >л ? г-** !,« . У- С -Л ' >Л ¿-X4. л '<&»*

; ( ■ « ' * V - йг* -

Рис. 16. Осциллограммы сигналов на выходах 6-частотных каналов (слева). Справа - осциллограммы с выходов фильтров в отсутствие пузырьков. Цифрами 1, 2, 3 отмечены импульсы от больших пузырьков, возникающие в разных частотных каналах в одни и те же моменты времени.

В главе продемонстрированы экспериментально полученные осциллограммы собственных колебаний пузырьков (рис. 17). Выделение сигналов от движущихся пузырьков из сигналов от стенок аквариума и поверхности воды обеспечивалось системой селекции движущихся целей.

О 5 |0 15 20 » 30 35 «О 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 1»

20-: 3 10-1

1Г

•го-.

Рис. 17. Образцы записей осциллограмм собственных колебаний от движущихся газовых пузырьков разных размеров. Помехи от неподвижных отражателей в аквариуме подавлены с помощью селекции движущихся целей.

В параграфе 7.4 представлены результаты экспериментов по обнаружению газовых пузырьков на основе регистрации рассеяния на суб- и ультрагармониках, т.е. на частотах вдвое ниже частоты локации и на частотах, кратных частоте субгармоники. В параграфе 7.5 приведено описание аппаратуры «ВЕТЕР», работа которой основана на приеме суб- и ультрагармонических колебаний пузырька. С помощью этой аппаратуры проведены натурные эксперименты в барокамере. В параграфе 7.6 приведены результаты эксперимен-

тов по обнаружению пузырьков в тканях человека (при понижении давления, имитирующем нахождение в скафандре) и подопытных животных при повышении, а затем резком снижении внешнего давления.

Восьмая глава посвящена исследованию эффекта самодетектирования акустических импульсов. Это исследование поначалу было связано с диагностикой газовых пузырьков субгармоническим методом. При использовании субгармонического метода обнаружения пузырька на фоне слоев биологических тканей в исходном сигнале должны быть подавлены компоненты на частоте субгармоники. Это осуществляется с помощью фильтров, подключенных между усилительным каскадом и передающим пьезопреобразователем. Однако при распространении акустического импульса в нелинейной среде подавленные спектральные компоненты вновь возникают, отражаются от слоев и границ тканей и ухудшают возможность обнаружения газовых пузырьков. Поэтому и этот вид локации (как и другие нелинейные методы) не позволяет получить стопроцентную контрастность. Важно знать, насколько могут помешать компоненты, появившиеся в результате нелинейного преобразования, в том числе и самодетектирования импульсов. Самодетектирование широко известный эффект в акустике и используется для работы параметрических антенн [15-16]. Вместе с тем, в нелинейной акустике тканей не удалось найти каких-либо упоминаний об исследованиях в этой области. Необходимость в исследовании самодетектирования в тканях объясняется тем, что из-за сильного поглощения первичная волна затухает в ближней зоне преобразователя. В результате получившаяся «параметрическая антенна» имеет малую протяженность, и соответственно вторичная волна имеет существенную дифракционную расходимость. Поэтому рассчитать её параметры на основе уравнения Хохлова - Заболотской - Кузнецова для ближней зоны преобразователя не удается.

В главе приведены результаты эксперимента по измерению сигналов, возникающих в результате самодетектирования акустических импульсов с амплитудой 105 Па в тканях печени, сала, и мышечной ткани (рис. 18).

Полученные результаты указывают на значительные уровни продетекти-рованных импульсов, регистрация которых не вызывает затруднений. Есть и еще один вывод из этой части работы. Как известно, при ультразвуковом обследовании беременных женщин часто наблюдается беспокойное поведение плода. Одним из возможных объяснений этого факта является самодетектирование ультразвуковых импульсов, в результате чего возникают низкочастотные сигналы на частоте повторения импульсов и их гармониках, которые могут ощущаться плодом.

Рис. 18. Зависимость амплитуды импульса, получившегося в результате самодетектирования, от расстояния, пройденного в биоткани. Треугольники -печень, квадраты - мышечная ткань, пятиугольники - сало, сплошная кривая - теория.

.(см)

Девятая глава посвящена разработке методики диагностики газовых течений в трубопроводах с помощью внешних накладных датчиков. Подобные измерения затруднены из-за огромного различия (примерно пять порядков) акустических импедансов материала стенки трубы и газа. Естественно, большая часть акустической энергии остается в стенке трубы и почти не излучается в газ. Хуже того, сигнал, прошедший через газ, который все-таки принимается приемным датчиком, лежит существенно ниже по амплитуде, чем сигналы, распространяющиеся по стенке трубы. В данной работе предложен способ выделения сигнала, прошедшего через газ, на фоне сигналов, обусловленных распространением поверхностных волн по стенке трубы, что позволило реализовать измерение скорости потока в трубах даже при низком (атмосферном) давлении, когда полезный сигнал очень слаб. Этот способ основан на использовании флуктуаций сигнала, прошедшего через турбулентный поток газа. В результате использования череспериодного вычитания импульсов, стационарные сигналы, распространяющиеся по стенке трубы, подавляются, что позволяет выделить и накопить импульсы, прошедшие через газ. Это выгодно отличает предложенную методику от других подобных методик, способных работать лишь при достаточно больших давлениях газа, когда амплитуда полезного сигнала, прошедшего через газ, превышает амплитуду помехи.

На рис. 19 приведен пример выделения полезного сигнала из помех, обусловленных распространением волн Лэмба по стенке трубы.

На рис. 20 показана осциллограмма скорости потока при ступенчатом изменении скорости потока.

Рис. 19. Выделение полезного сигнала на фоне сигналов, прошедших по стенке трубы: я -сигнал на выходе приемника, б - сигнал, прошедший через газ, на выходе системы подавления стационарных помех.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 ьмин

Рис. 20. Осциллограмма скорости потока при ступенчатом уменьшении расхода в процессе отключения магистрали.

Разработанные методика и аппаратура прошли экспериментальную проверку в натурных условиях на станции подземного хранения газа.

В заключении диссертации сформулированы результаты диссертационной работы.

В конце приведены списки цитируемой литературы и собственных публикаций автора.

Основные результаты диссертации

1. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены методики приема сигнала, позволяющие реализовать максимально возможную чувствительность акустотермометров. Продемонстрирована возможность контроля внутренней температуры биотканей при лазерной гипертермии в лабораторных и клинических условиях.

2. Теоретически обоснованы и продемонстрированы экспериментально способы локализации и картирования нагретых образований с помощью регистрации их собственного акустического излучения, в том числе: картарова-

ние на основе углового сканирования акустических антенн с применением алгоритма алгебраической реконструктивной томографии, построение двумерных изображений температурных полей с применением сканирующих фокусированных антенн; а также построение профилей внутренней температуры на основе измерения спектра акустояркостного сигнала в среде с частотно-зависимым поглощением.

3. На основе активной импульсной локации и анализа спектра сигнала, распространяющегося через биоткани, показана возможность измерения коэффициента поглощения ультразвука, его частотной зависимости, а также коэффициента отражения ультразвука в режиме «на отражение» при одностороннем доступе к объекту исследования, что необходимо для расчета термодинамической температуры по измеренной акустояркостной. Предложена и теоретически обоснована методика проведения измерений в слоистых средах, в том числе биологических тканях, с помощью кепстральной обработки сигнала, что открывает возможности создания нового вида томографии биотканей, основанной на измерении коэффициента поглощения.

4. Теоретически и экспериментально показано, что обнаружение и спектроскопия пузырьков в биологических тканях на частотах гармоник, суб- и ультрагармоник зондирующего сигнала возможны только на резонансных частотах пузырьков, что существенно затрудняет обнаружение и спектроскопию пузырьков в широком диапазоне размеров в процессе их роста и рассасывания.

5. С помощью разработанных методов локации и созданной аппаратуры продемонстрированы возможности обнаружения газовых пузырьков в лабораторных и натурных условиях, в том числе в сердце и тканях человека в процессе декомпрессии.

6. Теоретически исследованы переходные процессы, возникающие при облучении газовых пузырьков акустическими импульсами. Впервые экспериментально зарегистрированы осциллограммы собственных колебаний пузырьков при их импульсном облучении. На основе использования собственных колебаний пузырька предложены и экспериментально исследованы линейные режимы спектроскопии, позволяющие выделить сигналы от движущихся и неподвижных пузырьков, находящихся в слоях биоткани в широком диапазоне их размеров.

7. Впервые экспериментально зарегистрированы сигналы, возникающие в результате самодетектирования акустических импульсов в образцах биологической ткани. Показано, что уровень низкочастотной составляющей на частоте повторения импульсов превышает порог слышимости на 3-4 порядка при давлениях в падающей волне порядка 105 Па, характерных для ультразвуковых диагностических приборов. На этой основе предложено объяснение влияния низкочастотных компонент, возникающих в результате самодетектирования при ультразвуковом исследовании, на плод, находящийся в утробе матери.

8. Экспериментально продемонстрирована возможность измерения скорости течения газа в металлическом трубопроводе с помощью внешних ультразвуковых датчиков на основе использования флуктуаций амплитуды и времени распространения сигнала, прошедшего через турбулентный поток, для выделения его на фоне стационарных помех. Созданы опытные образцы приборов для измерения газовых потоков, и проведены натурные эксперименты.

Публикации по теме диссертации

1. Ксенофонтов С.Ю., Мансфельд А.Д., Рейман A.M. Реконструктивная акустическая термотомография биологических объектов // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1997. Т. XL. №6. С. 752-760.

2. Кротов Е.В., Ксенофонтов С.Ю., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Санин А.Г., Прудников М.Б. Экспериментальные исследования возможностей многоканальной акустической термотомографии // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1999. Т. XLII. №5. С. 479-484.

3. Вилков В.А., Кротов Е.В., Мансфельд А.Д. Применение фокусированных антенн для задач акустояркостной термографии // Акустический журнал. 2004. Т. 50, № 5. С.592 -600.

4. Мансфельд А.Д. Акустотермометрия. Состояние и перспективы // Акустический журнал. 2009. Т. 55, №4. С.546-556.

5. Аносов А. А., Беляев Р. В., Вилков В. А., Казанский А. С., Мансфельд А. Д., Шаракшанэ А. С. Динамическая акустотермография // Акустический журнал. 2009. Т. 55, № 4. С. 436-444.

6. Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Определение динамики изменения температуры в модельном объекте методом акустотермографии // Акустический журнал. 2008. Т. 54, № 4 . С. 540-545.

7. Мансфельд А. Д., Мансфельд Д. А., Рейман А. М. Анализ возможностей нелинейных акустических методов локации газовых пузырьков в биологических тканях//Акустический журнал. 2005. Т.51, №.2. С.259-267.

8. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Санин А.Г., Владимиров И.А. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков // Акустический журнал, 2010. Т.56. №3. С.323-332.

9. Аносов A.A., Сергеева Т.В., Алехин А.И., Беляев Р.В., Вилков В.А., Иванникова О.Н., Казанский A.C., Кузнецова О.С., Лесс Ю.А., Мансфельд А.Д., Санин А.Г., Шаракшанэ A.C., Луковкин A.B. Акустотермометрическое сопровождение лазериндуцированной интерстициальной гипертермии молочной и щитовидной желез // Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. № 5. С. 67-72.

10. Алехин А.И., Аносов A.A., Мансфельд А.Д., Акустотермометрические измерения при лазерной гипертермии // Альманах клинической медицины. 2008. Т. XVII. Ч. 2. С.8-11.

11. Доронина Т.Д., Казакова Р.Т., Катунцев В.П. Мансфельд А.Д., Николаев В П., Финогенова Р.Т., Чичагов П.К., Рейман A.M., Юрова К.С. Регистрация газовых пузырьков в легочной артерии и аорте собак средствами ультразвуковой эхолокации при внутривенной инфузии воздуха // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1983. №5. С.61-65.

12. Доронина Т.Д., Казакова Р.Т., Катунцев В.П. Мансфельд А.Д., Николаев В П., Финогенова Р.Т, Рейман A.M., Юрова К.С. Ультразвуковая локация мягких тканей у собак при декомпрессии // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1984. Т.18. №3. С. 52- 57.

13. Субочев П.В., Мансфельд А.Д., Беляев Р.В. Метод многочастотной акустотерометрии для контроля распределения внутренней температуры при лазерной гипертермии биологических объектов // Вестник Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. 2010. №5. С.67-74.

14. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Агуреев В.А., Трусило C.B., Карюк В.М., Мороскин Д. В. Повышение помехозащищенности ультразвуковых газовых расходомеров с накладными датчиками // Датчики и системы. 2011. №2. С.28-32.

15. Аносов A.A., Беляев Р.В.,.Вилков В.А, Казанский A.C., Лесс Ю.А., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Акустотермография: корреляционный и не корреляционный методы // Радиотехника и электроника. 2010. Т.55, № 9. С. 1113-1120.

16. Мансфельд А.Д., Рейман A.M. О возможности измерения коэффициента затухания ультразвука в слоистых средах при одностороннем доступе к объекту // Акустический журнал. 2011. Т.57, №2. С.211-218.

17. Акчурин А.Е., Барер A.C., Гноевая Н.К., Катунцев В.П., Мансфельд

A.Д., Николаев В.П., Рейман А.М., Скедина М.А., Сокол Е.А. Мониторинг газовых пузырьков у человека при работе в скафандре ультразвуковым импульсно-доплеровским локатором // Авиакосмическая и экологическая медицина, 1999. Т.ЗЗ, №3. С. 34-37.

18. Мансфельд А.Д., Соколов A.B., Волков Г.П. Самодетектирование акустических импульсов в ближней зоне акустического излучателя // Акустический журнал. 2011. Т.57, №3. С.329-336.

19. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Ксенофонтов С.Ю. Многоканальная акустическая термотомография плоскослоистых сред II Учебный эксперимент в вышей школе. Научно-методический журнал. Саранск, 2000. Т.2. С.13-17.

20. Мансфельд А.Д., Трусилло C.B., Агуреев В.А., Карюк В.М. Способ измерения расхода газа в трубопроводах и устройство для его осуществления // Патент РФ № 2313068. Оп. в Б.И. №35. 2007.

21. Алехин А.И., Богатырев О.П., Сергеева Т.В., Базаева В.В., Мазурин

B.C., Сидоров М.А., Аносов A.A., Мансфельд А.Д.. Способ лечения узловых доброкачественных новообразований молочной железы // Патент РФ №2381765. Заявка от 25.08.2008. Опубликовано: 20.02.2010.

22. Кириллов А.Г., Мансфельд А.Д. Устройство для генерации газовых пузырьков //Авт. свид. СССР №314370, опубл. 30.05.87 БОИ №20, 1987.

23. Субочев П.В., Мансфельд А.Д., Санин А.Г., Волков Г.П., Клиньшов В.В., Беляев Р.В. Акустический термометр для пассивной акустической термотомографии. Патент РФ на полезную модель №2009143082 от 24.11.2009.

24. Мансфельд А.Д., Рейман A.M.. Особенности обнаружения газовых пузырьков в неоднородных нелинейных средах //«Ультразвуковая диагностика / Сб. научных трудов - Горький. ИПФ РАН, 1983. С. 151-161.

25. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман A.M.,.Вилков А.В "Двумерная акустическая термография биологических объектов" // Сборник Тр. XI Сессии РАО, Москва, АКИН, 2001. Т.З. С.165-169.

26. Барер A.C., Гноевая Н.К., Катунцев В.П., Мансфельд А.Д., Николаев В.П., Рейман A.M., Скедина М.А. Усовершенствование мониторинга газовых пузырьков у человека при работе в скафандре // В кн.: Медико-биологические исследования по программе "Наука-НАСА". М., Слово, 1997. С.56-57.

27. Кротов Е.В., Рейман A.M., Мансфельд А.Д., Вилков В.А., Жадобов М.В. Неинвазивный акустический мониторинг внутренней температуры биоподобных сред // Сборник тр. XIII сессии РАО. 2003.Т. 3. - М.: ГЕОС. С.195-199.

28. Кротов Е.В., Жадобов М.В., Рейман A.M., Вилков В.А., Мансфельд А.Д. Акустояркостный термотомограф с фокусированной антенной // Труды (Седьмой) научной конференции по радиофизике, посвященной 90-летию со дня рождения В.С.Троицкого. 2003.Нижний Новгород. С.23.

29. Шаракшанэ A.C., Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д. Возможности динамического картирования внутренней температуры методом акустотермографии // XX сессия РАО.2008. Сборник докладов Т.З. С.136-139.

30. Мансфельд А.Д. Волков Г.П., Санин А.Г. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков // XX сессия РА0.2008. Сборник докладов Т.З С. 142-145.

31. Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Экспериментальная проверка возможностей динамической акустической термографии // XXII сессия Российского акустического общества, М., 2010. С.130-132.

32. Кротов, Е.В. Мансфельд А.Д., Жадобов М.В. Характеристики и возможности многоканального акустотермографа // Труды 4-й научной конференции по радиофизике, г. Н.Новгород, ННГУ, 2000, С. 163.

33. Кротов Е.В., Вилков В.А., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Акустояркостный термотомограф с фокусированной антенной // Методы акустической диагностики неоднородных сред: Сб. научных трудов. - Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2002. С. 235-239.

34. Мансфельд А.Д., Владимиров И.А., Волков Г.П. Импульсные ультразвуковые методы обнаружения газовых пузырьков // Труды научной конференции РФФ ННГУ. 2008г.

35. Кротов Е.В., Вилков В.А., Мансфельд А.Д., Жадобов М.В., Рейман

A.M. Двумерная акустояркостная термотомография биологических объектов с помощью акустотермографа с фокусированной антенной // Тр. 6-ой научной конференции по радиофизике, ННГУ, С. 145, 2002.

36. Субочев П.В., Мансфельд АД, Беляев Р.В. Многочастотная акустическая термотомография при лазерной гипертермии: физическое моделирование // XXII сессия Российского акустического общества, М., 2010. С. 148-131.

37. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Агуреев В.А., Трусилло C.B., Карюк

B.М.. Измерение расхода газа в трубопроводах с помощью накладных датчиков // XX сессия РА0.2008. Сборник докладов. Т.2. С.50-53.

38. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Вилков В.А. Акустояркостная термометрия биологических и биоподобных сред. // Сб. трудов семинара научной школы С.А.Рыбака «Акустика неоднородных сред». АКИН. М., 2003. С.122-136.

39. Мансфельд А.Д. Волков Г.П., Санин А.Г. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков // Препринт ИПФ РАН. № 748. 2007г.

40. Алехин А.И., Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Иванникова О.Н., Казанский A.C., Кузнецова О.С., Лесс Ю.А., Луковкин A.B., Мансфельд А.Д., Обухов Ю.В., Санин А.Г., Шаракшанэ A.C. Акустотермометрический контроль в течение лазерной гипертермии // 8-я Международная научно-техническая конференция «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» С.68-70.

41. Крашенников А.Ю., Мансфельд А.Д., Кротов Е.В., Ершов К.В. Исследование флуктуаций коэффициента усиления радиотракта компенсационного радиометра // Тез. докл. 1 Всеросс. научно-техническая конф. «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» Н.Новгород. НГТУ.1999. T. XV. С. 38.

42. Баландин A.B., Мансфельд А.Д., Шишков A.B. Многоканальный акустический термометр // XI Всесоюзная акустическая конференция, Москва, 1991. Секция О. С.40-42.

43. Кротов Е.В., Вилков В.А., Мансфельд А.Д. Локализация нагретых объектов с помощью корреляционного акустотермографа с фокусированной антенной // 5-я научная конференция по радиофизике, посвященная 100-летию со дня рождения А.А.Андронова. Тез. докл. H Новгород. 2001. С.35.

44. Алехин А.И., Иванникова О.Н., Сергеева T.B., Аносов A.A., Казанский A.C., Обухов Ю.В., Беляев Р.В., Вилков В.А., Мансфельд А.Д., Санин А.Г., Кузнецова О.С., Лесс Ю.А., Луковкин A.B., Шаракшанэ A.C. Акусто-термометрические измерения при лазерной гипертермии // III конф. «Медицинская физика и инновации в медицине»: Тез. докл., Троицк, 2008г. С.61-62.

45. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д. Исследования возможностей применения акустотермографа корреляционного типа с фокусированной антенной //5-я сессия молодых ученых, г.Н.Новгород, 2000, С. 102.

46. Krotov E.V., Xenophontov S.Yu., Mansfeld A.D., Reyman A.M., Sanin A.G. Experimental study of the potential of multichannel acoustic thermotomogra-phy // BIOS 2001 Technical Summary Digest. P. 111. San Jose. 2001.

47. Reyman A.M., Krotov E.V., Mansfeld A.D. Application of the correlation method to the acoustic thermograph with focused antenna // BIOS 2001 Technical Summary Digest, San Jose 2001. P.l 12.

48. Krotov E. V., Xenophontov S. Y., Mansfeld A. D., Reyman A. M., Sanin A. G. Experimental study of the potential of multichannel acoustic thermotomogra-phy // Proc. SPIE, V. 4256., 2001. P.101-108.

49. Reyman A. M.; Krotov E. V.; Mansfeld A D. Application of the correlation method to the acoustic thermograph with focused antenna // Proc. SPIE, V. 4256. 2001. P. 109-118.

50. Krotov E.V., Reyman A.M., Vilkov V.A.,.Mansfeld A.D "Internal temperature mapping of biological objects by an acoustical brightness thermometer with focused antenna" // BIOS 2002 Technical Summary Digest, P. 105, San Jose 2002.

51. Krotov E.V., Vilkov V.A.,.Mansfeld A.D, Reyman A.M. Experimental investigations of heated sources localization by acoustic brightness thermograph with focused antenna // Proc. SPIE, V. 4707, P. 288-293,2002.

52. Кириллов А.Г., Маисфельд А.Д., Реймаи A.M., Чичагов П.К. «Экспериментальное исследование генерации субгармоники и ультрагармоники при акустическом зондировании пузырьков газа в жидкости» И Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии. Тезисы доклада на Всесоюзном симпозиуме, Славское ,1985. С.75.

53. Мансфельд А.Д. Рейман A.M., Чичагов П.К. «Ультразвуковые методы диагностики микропузырьков газа в биологических средах» // 1-й Всесоюзный биологический съезд. Тезисы доклада T.III, М.1982

54. Мансфельд А.Д. Рейман A.M., Чичагов П.К., Шишков А.В. Акустические методы и аппаратура для диагностики микропузырьков газа в биологических средах // Конференция «Применение акустических методов и устройств в науке и производстве» Тбилиси, 1982. Тезисы доклада. С.43.

55. Мансфельд А.Д., Рейман А.М., «Акустотепловидение» // Симпозиум «Ультразвуковая диагностика в медицине» Н.Новгород, 1992, Тезисы докл. С. 65.

56. Аносов А.А., Казанский А.С. Мансфельд А.Д., Шаракшанэ А.С. «Использование акустотермографии для динамического картирования внутренней температуры» // III Конференция « Радиолокация и связь» ИРЭ РАН. Октябрь 2009. «Биомедицина». Тезисы доклада. С. 141-145.

57. Гуляев Ю.В., Аносов А.А., Алехин А.И., Куликов А.Г., Мансфельд А.Д., Обухов Ю.В. Исследование, разработка и внедрение в практику медучреждений РАН методов и приборов глубинной термографии тела человека // Конф. «Фундаментальные науки - медицине»: Тезисы докл. М., 2007. С.92-93.

58. Barer A.S., Gnoevaya N.K., Katuntsev V.P, Mansfeld A.D., Nikolaev V.P., Reyman A.M., Skedina M.A. Improvement of gas bubbles monitoring during space suit operations // Proc. of 3rd NASA-STAC Symp. Hantsvill, 1997.

59. Belyaev R, Volkov G., Krotov E., Mansfel'd A., Subochev P., Sirotkina M., Elagin V., Zagaynova E. Passive acoustic method for noninvasive control of inner tumor temperature during laser hyperthermia // Proceedings of the International Symposium Biophotonics-2009. Нижний Новгород: ИПФ РАН 2009. С. 187.

60. Аносов А.А., Барабаненков Ю.Н., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский А.С., Лесс Ю.А., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ А.С. Корреляционные измерения в акустотермографии // 4 Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» М.: ИРЭ РАН, 2010.

61. Barabanenkov Yu. N., Anosov A. A., Kazanskij A. S., Mansfel'd A. D., Sharakshane A. S. "Temperature Reconstruction in Depth of Biological Object by Acoustical Radiometer" // Progress in electronic research symposium. Moscow. 2009. V. 5, No. 4. P. 361-364.

62. Волков Г.П., Мансфельд А.Д., Субочев П.В. Исследование самодетектирования акустических импульсов в биологических средах // XIV научная школа-конференция "Нелинейные волны 2008". Тезисы докладов.

Список цитируемых в автореферате работ

1. Gautherie М., Gros С. М. Breast Thermography and Cancer Risk Prediction //Cancer, Vol. 45. 1980. P. 51-56.

2. Mellen R.H. The Thermal-Noise Spectrum Limit in the Detection of Underwater Acoustic Signals // JASA, 1952, V.24, N.5. P.478-480.

3. Ezrow D.H. Measurements of the Thermal Noise Spectrum of Water // JASA, 1962, V.34, № 5, P. 550-554.

4. Бабий В.И. Перенос акустической энергии в поглощающей и излучающей среде // Мор. гидрофиз. исслед. 1974. №2(65) С. 189-192.

5. Bowen Т. Acoustic passive remote temperature sensing // Acoustic Imaging. 1982. P. 549-561.

6. Гуляев Ю.В., Годик Э.Э., Дементиенко В.В., Пасечник В.И., Рубцов А.А. О возможностях акустотермометрии биологических объектов // Докл. АН СССР. 1985. Т. 283, № 6. С. 1495 -1499.

7. Миргородский В.И., Пасечник В.И., Пешин С.В., Рубцов А.А., Годик Э.Э., Гуляев Ю.В.. Зондирование внутренней температуры объектов по их тепловому акустическому излучению // ДАН СССР. 1987. Т.297, №6, С. 1370-1372.

8. Максимов А.О., Соседко Е.В.. Переходные процессы в окрестности порога субгармонического резонанса // Письма в ЖТФ. 1999, Т.25, вып. 17. С. 1-6.

9. Буланов В.А., Соседко Е.В. Нестационарное рассеяние акустических импульсов на резонансных включениях в жидкости // Сборник трудов 19 сессии РАО т.1., С. 80-83, Н.Новгород, 2007.

10. Соседко Е.В., Процессы установления нелинейных колебаний газового пузырька в жидкости // Электронный журнал «Исследовано в России», http//zhurnal.ape.relam.ru/articles/2004/260.pdf, Р.2795-2803

11. Аносов A.A., Пасечник В.И., Шаблинский B.B. Пространственная разрешающая способность акустотермографии и СВЧ-радиометрии // Акуст. журн. 1991. Т.37, №4. С.610-616.

12. Гайкович К.П., Сумин М.И., Троицкий Р.В. Определение глубинного профиля температуры методом многочастотной радиотермографии в медицинских приложениях // Радиофизика. 1988. №9. С. 1104-1112.

13. Аносов A.A., Пасечник В.И., Шаблинский В.В. Способ дистанционного измерения температуры в глубине объекта и акустический термометр для его осуществления //Патент РФ № 2061408, 1996.

14. Piechocki М., Lupacewicz G.. Attenuation Measurement Method of One Side Accessible Tissues // Proc.4,h Ultrasound Biol, and Med. Symp. UBIOMED IV, Vishegrad, 1979.V.2. P.61-65.

15. Руденко O.B., Солуян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. М.: Наука, 1975.289с.

16. Westervelt P.J. Parametric Acoustic Array // JASA. 1963. V.35, No.4. P. 535-537.

Содержание диссертации

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературы и постановка задач

1.1 .Обзор работ по акустотермометрии

1.2 Обзор работ по спектроскопии газовых пузырьков в биотканях 1.3.0бзор работ по ультразвуковой расходометрии газовых потоков в трубах ГЛАВА 2. Принципы построения акустотермографов и их основные параметры

2.1.Введение

2.2. Чувствительность и другие параметры акустотермометра

2.3. Типы и конструктивные особенности акустотермометрических приёмников

2.3.1. Модуляционный акустотермометр

2.3 ^.Компенсационный акустотермометр

2.3.3 Модуляционный акустотермометр с опорным каналом. 2.3.4.Корреляционный акустотермометр

2.4. Проблемы помехозащищенности и электромагнитной совместимости

2.5.Результаты и выводы главы

ГЛАВА 3. Визуализация поля внутренней температуры 3.1. Введение

3.2 Акустотермографы со сканированием антенн

3.3. Акустотермометр с фазируемой антенной решеткой

3.4. Реконструктивная акустическая термотомография

3.4.1. Алгоритм алгебраической реконструктивной томографии

3.4.2. Измерение двумерных распределений температуры (лабораторные эксперименты)

3.5. Фокусированные антенны для акустотермографии

3.5.1. Применение фокусируемых антенн для задач акустояркостной термометрии. Компьютерное моделирование

3.5.2. Эксперименты с акустотермографом с фокусированной антенной

3.6.1. Корреляционная акустотермография с использованием фокусированной антенны

3.6.2. Экспериментальные исследования корреляционного акусторадиомегра с фокусированной антенной

3.7. Локализация нагретых объектов с помощью частотного разделения принимаемого сигнала

3.7.1. Теоретические предпосылки

3.7.2 Физический эксперимент по восстановлению монотонного профиля температуры, изменяющегося во времени

3.8. Результаты и выводы

ГЛАВА 4. Исследование динамики акустояркостной температуры в модельных экспериментах и экспериментах ш vivo.

4.1. Лабораторные измерения температуры ш vivo

4.2. Исследования временной динамики внутренней температуры в модельном объекте методом акустотермометрии

4.3. Акустотермометрическое сопровождение лазерной гипертермии молочной и щитовидной желез

4.4. Измерение акустояркостной температуры при лазерной гипертермии злокачественных образований лабораторных животных

4.5. Результаты главы

ГЛАВА 5. Измерение коэффициентов поглощения при одностороннем доступе к объекту

5.1. Введение

5.2. Основные допущения и упрощенная модель

5.3. Измерение поглощения в широком диапазоне частот

5.4. Отражение от слоистой структуры

5.5. Отражение от неровной поверхности

5.6. О практической реализуемости предлагаемой методики

5.7. Заключение, результаты

ГЛАВА 6. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков в биологических тканях. Компьютерное моделирование

6.1.Введение

6.2. Метод второй гармоники

6.3. Метод комбинационных частот

6.4. Спектроскопия пузырьков, основанная на генерации суб- и ультрагармоник.

6.4.1. О механизме формирования суб- и ультрагармоник при импульсном воздействии.

6.5. Зависимость параметров сигнала от внешнего статического давления 6.6.1. Собственные колебания пузырька при импульсном воздействии. Компьютерное моделирование

6.6.2. Линейный метод спектроскопии газовых пузырьков на фоне нерезонансных рассеивателей на основе использования собственных колебаний пузырька

6.7. Перенос спектра собственных колебаний пузырька при двухчастотном зондировании

6.8. Выделение сигнала от газового пузырька при зондировании фазоманипу-лированными сигналами

6.9. Заключение, результаты

ГЛАВА 7. Лабораторные и натурные эксперименты по обнаружению и спектроскопии газовых пузырьков

7.1. Введение

7.2. Импульсно-доплеровская локация газовых пузырьков в кровотоке

7.3. Спектроскопия движущихся пузырьков на основе использования их резонансных свойств

7.4. Лабораторные эксперименты по регистрации пузырьков методами нелинейной локации

7.5. Аппаратура обнаружения газовых пузырьков в биологических тканях «Ветер-2»

7.6. Эксперименты по регистрации пузырьков "in vivo" на животных и человеке в барокамере

7.7. Заключение и результаты

ГЛАВА 8. Самодетектирование акустических импульсов в биологических

тканях

8.1. Введение

8.2 Экспериментальное наблюдение самодетектирования в образцах биотканей

8.3 Заключение результаты

ГЛАВА 9. Бесконтактные измерения расхода газа в трубопроводах с помощью накладных датчиков

9.1. Введение

9.2. Общие принципы локации с помощью накладных датчиков

9.3. Выбор параметров зондирующих импульсов. Основные факторы, влияющие на точность измерения

9.4. Подавление стационарных помех с помощью череспериодного вычитания

9.5. Помехи, связанные с возбуждением разных мод волн Лэмба. Выбор частоты локации

9.6. Натурные исследования ультразвуковых расходомеров

9.7. Результаты и выводы главы Заключение, результаты Литература

Собственные публикации по теме диссертации

МАНСФЕЛЬД Анатолий Дмитриевич

ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА НЕОДНОРОДНОСТЕЙ И ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ В БИОМЕДИЦИНСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЛОЖЕНИЯХ

Автореферат

Подписано к печати 29.3.2011 г. Формат 60 х 90 '/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,25. Тираж 120 экз. Заказ № 25 (2011).

Отпечатано в типографии Института прикладной физики РАН, 603950 г. Н.Новгород, ул. Ульянова, 46

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзор литературы и постановка задач.

1.1.Обзор работ по акустотермометрии.

1.2 Обзор работ по спектроскопии газовых пузырьков в биотканях.

1.3.Обзор работ по ультразвуковой расходометрии газовых потоков в трубах.

ГЛАВА 2. Принципы построения акустотермографов и их основные параметры.

2.1.Введени е.

2.2. Чувствительность и другие параметры акустотермометра.

2.3. Типы и конструктивные особенности акустотермометрических приёмников.

2.3.1. Модуляционный акустотермометр.

2.3.2.Компенсационный акустотермометр.

2.3.3 Модуляционный акустотермометр с опорным каналом.

2.3.4. Корреляционный акустотермометр.

2.4. Проблемы помехозащищенности и электромагнитной совместимости.

2.5. Результаты и выводы главы.

ГЛАВА 3. Визуализация поля внутренней температуры.

3.1. Введение.

3.2 Акустотермографы со сканированием антенн.

3.3. Акустотермометр с фазируемой антенной решеткой.

3.4. Реконструктивная акустическая термотомография.

3.4.1. Алгоритм алгебраической реконструктивной томографии.

3.4.2. Измерение двумерных распределений температуры (лабораторные эксперименты).

3.5.Фокусированные антенны для акустотермографии.

3.5.1. Применение фокусируемых антенн для задач акустояркостной термометрии. Компьютерное моделирование.

3.5.2. Эксперименты с акустотермографом с фокусированной антенной.

3.6.1. Корреляционная акустотермография с использованием фокусированной антенны.

3.6.2. Экспериментальные исследования корреляционного акусторадиометра с фокусированной антенной.

3.7. Локализация нагретых объектов с помощью частотного

разделения принимаемого сигнала.

3.7.1. Теоретические предпосылки.

3.7.2 Физический эксперимент по восстановлению монотонного профиля температуры, изменяющегося во времени.

3.8. Результаты и выводы.

ГЛАВА 4.

Исследование динамики акустояркостной температуры в модельных экспериментах и экспериментах in vivo.

4.1. Лабораторные измерения температуры in vivo.

4.2. Исследования временной динамики внутренней температуры в модельном объекте методом акустотермометрии.

4.3. Акустотермометрическое сопровождение лазерной гипертермии молочной и щитовидной желез.

4.4.Измерение акустояркостной температуры при лазерной гипертермии злокачественных образований лабораторных животных.

4.5. Результаты главы.

ГЛАВА 5. Измерение коэффициентов поглощения при одностороннем доступе к объекту.

5.1. Введение.

5.2. Основные допущения и упрощенная модель.

5.3. Измерение поглощения в широком диапазоне частот.

5.4. Отражение от слоистой структуры.

5.5. Отражение от неровной поверхности.

5.6. О практической реализуемости предлагаемой методики.

6.2. Метод второй гармоники.173

6.3. Метод комбинационных частот.178

6.4. Спектроскопия пузырьков, основанная на генерации суб - и ультрагармоник. О механизме формирования суб - и ультрагармоник при импульсном воздействии.179

6.5. Зависимость параметров сигнала от внешнего статического давления. 185

6.6.1. Собственные колебания пузырька при импульсном воздействии. Компьютерное моделирование.186

6.6.2. Линейный метод спектроскопии газовых пузырьков на фоне нерезонансных рассеивателей на основе использования собственных колебаний пузырька.194

6.7. Перенос спектра собственных колебаний пузырька при двухчастотном зондировании.197

6.8. Выделение сигнала от газового пузырька при зондировании фазоманипулированными сигналами.200

6.9. Заключение, результаты.202

ГЛАВА 7. Лабораторные и натурные эксперименты по обнаружению и спектроскопии газовых пузырьков.204

7.1. Введение.204

7.2. Импульсно - доплеровская локация газовых пузырьков в кровотоке. .204

7.3. Спектроскопия движущихся пузырьков на основе использования их резонансных свойств.209

7.4. Лабораторные эксперименты по регистрации пузырьков методами нелинейной локации.213

7.5. Аппаратура обнаружения газовых пузырьков в биологических тканях «Ветер-2».220

7.6. Эксперименты по регистрации пузырьков "ш vivo" на животных и человеке в барокамере.222

7.7. Заключение и результаты.224

ГЛАВА 8. Самодетектирование акустических импульсов в биологических тканях.226

8.1. Введение.226

8.2 Экспериментальное наблюдение самодетектирования в образцах биотканей.228

8.3 Заключение результаты.233

ГЛАВА 9. Бесконтактные измерения расхода газа в трубопроводах с помощью накладных датчиков.234

9.1. Введение.234

9.2. Общие принципы локации с помощью накладных датчиков.235

9.3. Выбор параметров зондирующих импульсов. Основные факторы, влияющие на точность измерения.251

9.4. Подавление стационарных помех с помощью череспериодного вычитания.253

9.5. Помехи, связанные с возбуждением разных мод волн Лэмба. Выбор частоты локации.258

9.6. Натурные исследования ультразвуковых расходомеров.263

9.7. Результаты и выводы главы.266

Заключение, результаты.267

Литература.270

Собственные публикации по теме диссертации.297

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Настоящая диссертация посвящена исследованию и развитию акустических методов диагностики, основанных на активной и пассивной локации, для биомедицинских и технических приложений и демонстрации их возможностей. Развитие высокочувствительных методов диагностики тепловых полей и неоднородностей среды открывает новые возможности для исследования ряда процессов, происходящих в организме человека в норме и при наличии патологий.

Применение ультразвука в технике и медицине имеет давнюю и богатую историю. Бурное развитие ультразвуковой диагностики в медицине от первых ультразвуковых одномерных эхолокаторов до сложнейших приборов, позволяющих получить двумерные, и даже трехмерные изображения большинства внутренних органов человеческого организма фактически произошло на глазах одного поколения. В настоящее время ультразвуковое обследование стало рутинным. Вместе с тем возможности ультразвуковой диагностики не исчерпаны. В настоящей работе исследуются и развиваются методы ультразвуковой диагностики в медицине и технике, которые не являются традиционными, но могут дать уникальную информацию. Такую информацию может дать акустотермометрия, основанная на приеме собственного ультразвукового излучения, обусловленного тепловым движением атомов и молекул среды.

Измерение внутренней температуры тела может дать уникальную диагностическую информацию о состоянии тканей организма, о реакции его на внешние воздействия, а также о появлении новообразований, не говоря уже о гипертермических процедурах.

В ряде случаев изменения внутренней температуры могут предшествовать морфологическим изменениям тканей, которые можно, иногда слишком поздно, регистрировать с помощью средств интроскопии -рентгена, УЗИ и т.д. Например, в многочисленных экспериментах [1] показано, что изменение температуры участков молочной железы предшествует появлению новообразований. Эти эксперименты проводились с помощью введения термопар в ткани организма, что, вообще говоря, может вызвать ответную реакцию организма. Американское агентство Food and Drug Administration, например, не рекомендует использовать инвазивные (с проникновением внутрь) методы для контроля внутренней температуры.

Для измерения внутренней температуры возможно использование методов магниторезонансной термометрии [2] и СВЧ радиотермометрии [312], а также ультразвукового метода, основанного на изменении скорости звука при изменении температуры среды [13-16]. Однако, магниторезонансная термометрия имеет один существенный недостаток -высокую стоимость аппаратуры и ее обслуживания. СВЧ радиотермометрия обладая высокой чувствительностью, имеет низкое пространственное разрешение по поперечной координате, а ультразвуковой метод требует проведения измерений в режиме «на просвет», что невозможно в большинстве практически важных случаев.

Поэтому появление работ по акустотермометрии, т.е. по методике измерения внутренней температуры тела, основанной на приеме собственного акустического излучения, было весьма обнадеживающим. Достоинством акустотермометрии является, во-первых, как и в случае СВЧ термометрии, возможность измерения внутренней температуры тела без какого-либо воздействий на организм. Во - вторых, акустотермометрия позволяет определить направление на источник с аномальной температурой и даже построить его изображение.

Акустотермометрия — очень интересный метод с точки зрения радиофизиков. Немногие осознают, что тепловое движение атомов и молекул в конденсированных средах порождает флуктуации давления, которые можно зарегистрировать. Вызывает удивление и то, что ультразвуковое излучение, уровень которого лежит существенно ниже уровня шума приемного устройства, не отличающееся от этого шума ни по спектру, ни по-функции распределения может быть, тем не менее, выделено, а по его интенсивности- оценена температура нагретого объекта.

Первые работы, показавшие возможность регистрации акустического излучения нагретыми телами - это работы Д. Эзроу (И.Егголу) и Р.Мэллена (Я.Н.МеПеп) [17,18]. На этой основе в 80х годах прошлого столетия возникло направление исследований - акустотермометрия. Пионерские работы работы Т.Боуэна [19-22] и Ю.В.Гуляева, В.И.Пасечника и В.А. Миргородского, заложили основы акустотермометрии [23,24].

Важнейшим достоинством акустотермометрии является возможность использования миллиметровых и субмиллиметровых ультразвуковых волн собственного излучения (глубина проникновения ультразвука в биологических тканях составляет 50-100 длин волн) [25]. Применение таких коротких волн дает возможность определения направления на нагретый источник, а при сканировании источника и возможность получения его изображения.

В процессе исследований по этой проблеме опубликовано большое количество работ касающихся физических принципов, обработки результатов зондирования и построения двумерных распределений температуры, методов приема сигналов, методов согласования антенн со средой и т.д. [26 - 30]. Проведены многочисленные лабораторные и натурные эксперименты по регистрации излучения нагретых тел [31,32]. Однако, на пути превращения этой идеи в реальную методику измерения внутренней температуры существовало немало задач, на решение которых направлена настоящая диссертация. В частности, это проблемы достижения максимально возможной чувствительности, стабильности измерений, помехозащищенности. Это также задачи по восстановлению изображений нагретых объектов по данным, полученным при их сканировании, и оценки термодинамической температуры по измеренному акустическому излучению.

В настоящей работе эти задачи были во многом решены и впервые в модельных экспериментах продемонстрированы возможности локализации нагретых объектов и» построения двумерных распределений температуры по результатам приема акустического излучения. Эти результаты получены с помощью трех видов акустотермометрических измерений: пространственного сканирования, использования фокусированных антенн и частотного разделения принятого сигнала. Были созданы уникальная аппаратура и методики обработки сигналов для проведения лабораторных и натурных измерений. Впервые получены экспериментальные результаты по регистрации излучения при лазерной гипертермии молочной и щитовидной желез.

Другим важным направлением настоящей работы является обнаружение и спектроскопия газовых пузырьков в биологических тканях. Существует ряд профессий, связанных с условиями работы, когда на человека действуют большие перепады давления. Это - водолазы и кессонные рабочие испытывающие повышенные давления, летчики и космонавты, подверженные действию пониженных давлений. В результате снижения давления газ, растворённый в крови человека, прежде всего азот, начинает выделяться в виде пузырьков, которые, перемещаясь по кровеносному руслу, могут вызывать нарушения кровоснабжения органов и тканей. Возникает, так называемая кессонная болезнь. Возникновение кессонной болезни явление достаточно индивидуальное и зависит от ряда факторов, присущих человеческому организму. В одинаковых условиях работы появление кессонных нарушений у разных людей индивидуально. Поэтому выработать заранее общий рецепт удаления газа, растворенного в крови, для каждого индивидуума затруднительно. Необходим контроль возникновения пузырьков. Разработке средств такого контроля, проводимого с помощью ультразвуковой локации, посвящено большое количество работ, например, работы [33,34]. Трудность этой задачи состоит в том, что пузырек,-во-первых, окружен биологическими тканями, дающими большой вклад в рассеянный сигнал, как правило, сопоставимый или существенно превышающий вклад от пузырька. Во-вторых, пузырьки имеют огромный разброс по размерам, что существенно затрудняет использование их резонансных свойств, т.к. необходим очень широкий частотный диапазон работы ультразвукового локатора.

Работы по диагностике газовых пузырьков по способу выделения полезного сигнала можно подразделить на две группы - это работы, основанные на локации, когда используется линейный отклик пузырька, и работы, основанные на использовании его нелинейных акустических свойств.

В настоящее время в подводной медицине применяются устройства и методики, основанные на использовании большой рассеивающей способности пузырьков относительно рассеивающей способности форменных элементов крови. Благодаря большой скорости движения в кровотоке, сигналы от пузырьков могут быть выявлены на фоне малоподвижных, но очень сильных рассеивателей — слоев биоткани, стенок сосудов и т.д. с помощью доплеровского эффекта.

Нелинейные методики основаны на использовании акустической нелинейности газового пузырька. На эти методики в свое время возлагались большие надежды, однако наличие собственной нелинейности биотканей при распространении волны через них приводит к появлению нелинейных эффектов (возникновению гармоник, комбинационных частот), что затрудняет обнаружение пузырьков. В данной работе рассмотрены и исследованы и те и другие методики и предложены некоторые их модификации, позволяющие улучшить ситуацию, и особенно при диагностике неподвижных газовых пузырьков, расположенных в слоях тканей.

Кроме того, в работе предлагается несколько новых методик обнаружения и спектроскопии газовых пузырьков, использующих нелинейные и резонансные свойства пузырька.

Существует большое число теоретических, экспериментальных работ, посвященных поведению газового пузырька в поле ультразвуковой, волны, касающихся как линейных, так и нелинейных режимов колебаний пузырька [35-37]. Однако, в подавляющем большинстве этих работ исследованы стационарные режимы колебаний. Вместе с тем большой интерес вызывают именно переходные процессы, возникающие при импульсном возбуждении пузырька. Для оценки возможности акустических методов спектроскопии пузырьков проведены модельные компьютерные эксперименты на основе решения уравнения для радиальных колебаний пузырька (уравнения Релея — Плессета). На этой основе проанализированы возможности нелинейных методов спектроскопии и показаны пределы их применимости. Основным недостатком этих методов является невозможность обнаружения нерезонансных пузырьков на фоне других рассеивателей. Предложены несколько вариантов спектроскопии пузырьков (как линейных, так и нелинейных), использующих их собственные колебания, возбуждаемые зондирующим импульсом.

Одной из актуальных технических задач, решаемых с помощью высокочувствительных акустических измерений, является задача диагностики турбулентных течений газа. В настоящее время большое распространение получили ультразвуковые измерители скорости, работа которых основана на измерении времени распространения ультразвукового импульса по направлению движения потока и против него [38,39]. Эти устройства требуют непосредственного контакта датчиков со средой, скорость которой измеряется. Это приводит к необходимости защиты датчиков от влияния среды, а также к возмущению исследуемого потока. Датчики необходимо вводить непосредственно в поток через стенку трубы, что требует установки в разрыв трубопровода специальных измерительных модулей. Вместе с тем, для оперативного контроля, а также для технологических целей представляет интерес возможность измерения скорости течения и её временной динамики с помощью внешних датчиков. Однако, для реализации подобных измерений необходимо решить проблему выделения слабого сигнала, прошедшего через газ; от помех - поверхностных волн Лэмба, распространяющихся по стенке трубы. Известны работы по создания подобных устройств [40-42], работающих при достаточно больших давлениях газа, когда сигнал, прошедший через газ, становится соизмеримым с сигналами, распространяющимися по стенке трубы. Однако, при малых давлениях газа простого и эффективного способа выделения полезного сигнала не существовало.

Подобные измерения требуют применения специальных методов обработки сигналов и оценки по их временным параметрам скорости течения газа. Этим проблемам посвящена третья часть диссертации.

Научная новизна результатов, представленных в диссертации заключается в следующем:

- продемонстрированы возможности локализации и картирования нагретых образований с помощью приема собственного теплового излучения на основе применения углового сканирования и алгебраической реконструктивной томографии;

-экспериментально продемонстрирована возможность построения одномерных профилей температуры с помощью анализа спектра собственного акустического излучения в средах с частотной зависимостью коэффициента поглощения ультразвука;

- теоретически показана возможность измерения коэффициента поглощения , его частотной зависимости и коэффициента отражения по спектру отраженного сигнала при одностороннем доступе к объекту на основе использования частотной зависимости коэффициента поглощения, в том числе в средах со слоистой структурой;

- теоретически исследованы режимы колебаний газовых пузырьков, возбуждаемых акустическими импульсами, предложены методики обнаружения и спектроскопии газовых пузырьков в биологических тканях, основанные на использовании собственных колебаний пузырьков при их импульсном возбуждении;

- экспериментально измерены уровни сигналов, генерируемых в результате самодетектирования акустических импульсов в биоткани;

- предложена методика импульсной ультразвуковой локации газовых потоков в трубах с помощью внешних датчиков, позволяющая выделить слабый сигнал, прошедший через газ на фоне сильных стационарных помех и использовать его для измерения скорости газового потока.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

В области акустотермометрии разработаны методики и аппаратура, позволяющие производить измерения внутренней температуры биологических объектов по их собственному акустическому излучению, строить двумерные изображения нагретых объектов и контролировать нагрев тканей в процессе гипертермии.

Предложены и исследованы методики обнаружения и спектроскопии газовых пузырьков, необходимые для контроля их возникновения в тканях человека при изменениях внешнего давления.

Предложена методика и построена аппаратура, предназначенная для измерения скорости течения газа в трубопроводах с помощью внешних накладных датчиков без непосредственного контакта с измеряемым потоком, дики.

Степень обоснованности научных положений и выводов

Выводы диссертации обоснованы аналитическими и численными расчетами, а также результатами натурных и лабораторных экспериментов. Основные результаты диссертации опубликованы в ведущих российских журналах по данной тематике, докладывались на международных и российских конференциях и хорошо известны среди специалистов.

Апробация

Результаты работы докладывались на многочисленных всероссийских и международных конференциях и семинарах, в том числе, на конференциях BIOS 2002, SPIE 2000, 2001, 2002, на 5-й, 6-ой и 7-ой научных конференциях по радиофизике (ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, 2001 -2003), на 11-м Международном симпозиуме по нелинейной акустике (Новосибирск, 1987), на конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 1998), на XI Всесоюзной акустической конференции (Москва, 1991), на XI, XIII, XIX, XX сессиях Российского акустического общества, на семинаре Акустического института «Акустика неоднородных сред», на 1-й Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (Н. Новгород, 1999), на конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (Троицк, 2008), на 8-й Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине», на Международном симпозиуме «Прогресс в исследованиях по радиоэлектронике» (Москва, 2009), на 4-й Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 2010), на семинарах ИПФ РАН.

Личный вклад автора

Практически все работы автора выполнялись в соавторстве с коллегами по работе, т.к. высокий уровень экспериментальных работ трудно обеспечить без привлечения специалистов разных специальностей -инженеров, программистов и.т.д. Большая часть работ проведена совместно с А.Г.Саниным, А.М.Рейманом, Р.В.Беляевым, А.В.Шишковым, А.Г.Кирилловым, В.А.Вилковым. М.Б.Прудниковым. Вместе с тем основные идеи, заложенные в диссертации, принадлежат автору. Работы по акустотермометрии на начальном этапе выполнялись автором единолично. Позднее экспериментальные работы по акустотепловидению выполнялись коллективами, руководимыми автором. В частности, часть работ проводилось с Е.В.Кротовым в рамках подготовки его кандидатской диссертации, руководителем которой был автор. Это же касается части работы, связанной с частотным разделением сигналов для восстановления профиля температуры (совместно с аспирантом П.В. Субочевым). Исключение составляют работы, проведенные совместно с профессором А.А.Аносовым и его сотрудниками. Здесь вклад автора состоит в организации разработки и изготовления акустотермографов, с помощью которых проведены натурные и лабораторные исследования и участие в подготовке и проведении экспериментов, часть из которых проводились совместно с медицинскими соисполнителями и последующим обсуждением полученных результатов. В части работы, связанной с диагностикой газовых потоков, автору принадлежит идея использования метода подавления стационарных помех.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Измерение собственного излучения позволяет производить картирование поля внутренних температур биологических объектов на основе углового сканирования, с последующим восстановлением изображения с помощью алгоритмов реконструктивной алгебраической томографии.

2. Измерение спектра теплового акустического излучения в среде с частотно-зависимым поглощением позволяет производить измерение распределения внутренней температуры биологических объектов вдоль ультразвукового пучка.

3. Применение акустотепловидения позволяет реализовать контроль внутренней температуры при лазерной гипертермии органов и тканей.

4. С помощью1 акустического зондирования сложной среды имеющей отражающие структуры можно определить акустическое поглощение, его частотную зависимость и коэффициент отражения, даже в слоистой среде, in vivo при одностороннем доступе к объекту исследования.

5. Использование переходных процессов при импульсном ультразвуковом зондировании газовых пузырьков позволяет выделять сигнал от пузырька на фоне других нерезонансных неоднородностей в сложных слоистых средах.

6. При ультразвуковом зондировании потока газа через металлическую стенку трубы с помощью внешних ультразвуковых датчиков, турбулентные пульсации скорости потока позволяют выделить ультразвуковой импульс, прошедший через газ на фоне стационарных помех и использовать его для измерения скорости газа.

Структура и объем работы: диссертация состоит из Введения, 9 глав, Заключения, Списка литературы. Объем диссертации составляет 304 страницы. Список цитируемой литературы содержит 260 наименований. По материалам диссертации опубликовано 63 работы, в том числе: 19 статей в журналах, (18 из перечня ВАК), 3 патента, 1 авторское свидетельство на изобретение, 1 препринт, 7 статей в тематических сборниках, 32 доклада на конференциях и симпозиумах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ, РЕЗУЛЬТАТЫ

1 .Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены методики приема сигнала, позволяющие реализовать максимально возможную чувствительность акустотермометров. Продемонстрирована возможность контроля внутренней температуры биотканей при лазерной гипертермии в лабораторных и клинических условиях.

2. Теоретически обоснованы и продемонстрированы экспериментально способы локализации и картирования нагретых образований с помощью регистрации их собственного акустического излучения, в том числе: картирование на основе углового сканирования акустических антенн с применением алгоритма алгебраической реконструктивной томографии, построение двумерных изображений температурных полей с применением сканирующих фокусированных антенн; а также построение профилей внутренней температуры на основе измерения спектра акустояркостного сигнала в среде с частотно-зависимым поглощением.

3. На основе активной импульсной локации и анализа спектра сигнала, распространяющегося через биоткани, показана возможность измерения коэффициента поглощения ультразвука, его частотной зависимости, а также коэффициента отражения ультразвука в режиме «на отражение» при одностороннем доступе к объекту исследования, что необходимо для расчета термодинамической температуры по измеренной акустояркостной. Предложена и теоретически обоснована методика проведения измерений в слоистых средах, в том числе биологических тканях, с помощью кепстральной обработки сигнала, что открывает возможности создания нового вида томографии биотканей, основанной на измерении коэффициента поглощения

4. Теоретически и экспериментально показано, что обнаружение и спектроскопия пузырьков в биологических тканях на частотах гармоник, суб-и ультрагармоник зондирующего сигнала возможны только на резонансных частотах пузырьков, что существенно затрудняет обнаружение и спектроскопию пузырьков в широком диапазоне размеров в процессе их роста и рассасывания.

5. С помощью разработанных методов локации и созданной аппаратуры продемонстрированы возможности обнаружения газовых пузырьков в- лабораторных и натурных условиях, в том числе в сердце и тканях человека в процессе декомпрессии.

6. Теоретически исследованы переходные процессы, возникающие при облучении газовых пузырьков акустическими- импульсами. Впервые экспериментально зарегистрированы осциллограммы собственных колебаний пузырьков при их импульсном облучении. На основе использования собственных колебаний пузырька предложены и экспериментально исследованы линейные режимы спектроскопии, позволяющие выделить сигналы от движущихся и неподвижных пузырьков, находящихся в слоях биоткани в широком диапазоне их размеров.

7. Впервые экспериментально зарегистрированы сигналы, возникающие в результате самодетектирования акустических импульсов в образцах биологической ткани. Показано, что уровень низкочастотной составляющей на частоте повторения импульсов превышает порог слышимости на 3-4 порядка при давлениях в падающей волне порядка 105Па, характерных для ультразвуковых диагностических приборов. На этой основе предложено объяснение влияния низкочастотных компонент, возникающих в результате само детектирования1 при ультразвуковом исследовании, на плод, находящийся в утробе матери.

8. Экспериментально продемонстрирована возможность измерения скорости течения газа в металлическом трубопроводе с помощью внешних ультразвуковых датчиков на основе использования флуктуаций амплитуды и времени распространения сигнала, прошедшего через турбулентный поток, для выделения его на фоне стационарных помех. Созданы опытные образцы приборов для измерения газовых потоков, и проведены натурные эксперименты.

Заключительные замечания

Проведенные исследования в области акустотермометрии дают возможность создания акустотермографов разного назначения с параметрами, близкими к предельно возможным. Вместе с тем, в этом направлении необходимо решить несколько технологических задач, а именно: обеспечить повышенную помехозащищенность и термостабильность акусторадиометров. Необходимо продолжить исследования частотного способа восстановления температурных профилей для регистрации немонотонных распределений температуры. Провести экспериментальные исследования in vivo методики измерения поглощения в тканях, основанной на трансформации спектра отраженного сигнала при одностороннем доступе к объекту.

Исследования в области спектроскопии газовых пузырьков уже в настоящее время дают возможность создания методик и аппаратуры для спектроскопии как движущихся, так и неподвижных газовых пузырьков, в реальных условиях.

Настоящая работа была поддержана тремя грантами РФФИ, грантом NASA, 3-мя программами Президиума РАН, грантом Фонда содействия развитию малого предпринимательства в научно-технической сфере.

1. Gautherie М., Gros С. М. Breast Thermography and Cancer Risk Prediction // Cancer, Vol. 45. 1980. P. 51-56.

2. Рике В. / Rieke V., Pauly K.B. MR thermometry (review) // Journal of Magnetic Resonance Imaging Volume 27, Issue 2, Date: February 2008, Pages: 376-390.

3. Барет A.X. / Barrett A. H., Myers Ph. C. "Subcutaneous Temperature: A method of Noninvasive Sensing" // Science, Nov. 14, 1975, vol. 190, pp.669-671.

4. Кисляков А. Г., Лихтерман Л.Б. Первый опыт и перспективы применения микроволновой радиотермометрии в нейрохирургии Тепловидение в медицине: Тр. Всесоюз. конф."ТЕМП-82". Л.: ГОИ, 1984 - с. 42-47.

5. Троицкий B.C., Любина А.Г., Золотов А.В. Сравнение тепловых шумов некоторых материалов нулевым методом // Доклады Академии Наук СССР. 1951.-№4. -С. 583-586.

6. Барет А.Х. / Barrett А.Н., Myers Ph. С., Sadovsky N.L. " Microwave Thermography in the Detection of Breast Cancer" // AJR: 134, February 1980, pp.365-369.

7. Поляков B.M. Применение СВЧ-радиометрии в медицине и животноводстве // Биомедицинская радиоэлектроника, 1999. №2. С.39-48.

8. Мас-Морено Р. / Maass-Moreno R., Damianou С.A. Non-invasive temperature estimation in tissue via ultrasound echo-shifts. Part I. Analytical model //J. Acoust. Soc. Am. 100 (4) (1996) 2514-2521.

9. Мас-Морено P. / Maass-Moreno R., Damianou C.A. Non-invasive temperature estimation in tissue via ultrasound echo-shifts. Part II. In vitro study // J. Acoust. Soc. Am. 100 (4) (1996) 2522-2530.

10. Simon C. VanBaren P., Ebbini E.S. Two-Demensional Temperature Estimation using diagnostic ultrasound // IEEE Transactions on Ultrasonics V.45,N.4, 1998. P.1088-1096.

11. Nguen M.T., Faust U. Possibilities and limitations of temperature monitoring using ultrasound techniques // Ultrasonics 1992 V.30 P. 128-131.

12. Mellen R.H. The Thermal-Noise Spectrum Limit in the Detection of Underwater Acoustic Signals // JASA, 1952, V.24, N.5. P.478-480.

13. Ezrow D.H. Measurements of the Thermal Noise Spectrum of Water ¡1 JASA, 1962, V.34, № 5, P. 550-554.

14. Bowen Т. Acoustic passive remote temperature sensing // Acoustic Imaging. 1982. P. 549-561.

15. Bowen T. Passive remote temperature sensor system // U. S.Patent, 4,246,784, Jan. 27, 1981.

16. Боуэн Т. / Bowen Т. Radiation-induced thermoacoustic soft tissue imaging // Proceedings of the IEEE Ultrasonics Symposium 2, 817-822 (1981).

17. Боуэн Т. / Bowen Т. Acoustic radiation temperature for noninvasive thermometry // Automedica (UK). 1987. V.8. №4. P. 247-267.

18. Гуляев Ю.В., Годик Э.Э., Дементиенко B.B., Пасечник В.И., Рубцов А.А. О возможностях акустотермометрии биологических объектов // Докл. АН СССР. 1985. Т. 283, № 6. С.1495 -1499.

19. В.И.Миргородский, В.И.Пасечник, С.В.Пешин, А.А.Рубцов, Э.Э.Годик, Ю.В.Гуляев. Зондирование внутренней температуры объектов по их тепловому акустическому излучению // ДАН СССР. 1987. Т.297, №6, С. 1370-1372.

20. Ультразвук в медицине. Физические основы применения. Изд. Второе. Под ред. К.Хилла. Москва. Физматлит. 2008. 539 с.

21. В.И.Пасечник Оценка пороговой чувствительности акустотермометров // Акуст. журнал. Т.39, вып.1, 1993, С. 140-145.

22. Ю.Н.Барабаненков, В.И. Пасечник. Исследование теплового акустического излучения в рамках модели гидродинамических флуктуаций // Акуст.журнал 1994. Т.40, №4, 542-547.

23. Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин С.В. О возможности исследования пространственного распределения источников некогерентного излучения с помощью корреляционной обработки // ЖТФ. Т.66. В.5. 1996. С. 196-202.

24. Аносов А.А., Пасечник В.И., Шаблинский В.В., Пространственная разрешающая способность акустотермометрии и СВЧ радиометрии // Акуст. журнал. 1991. Т. 37, № 4 С. 610-616.

25. Аносов А.А., Пасечник В.И., Исрефилов М.Г. Восстановление двумерного распределения внутренней температуры модельного объекта методом пассивной термоакустической томографии / Акуст. журнал. 1999. Т.45, №1. С.20-24.

26. Герасимов В.В., Гуляев Ю.В., Миргородский В.И., Пешин С.В. Сабликов В.А. Диагностика систем терморегуляции человека с помощью акустотермометра (на примере исследования икроножной мышцы)// Радиотехника и электроника. 1993. Вып. 10. С. 1904-1911.

27. Аносов А.А., Бограчев К.М., Пасечник В.И. Измерение теплового акустического излучения из кисти руки человека // Акуст. журн. 1998. Т. 44, № 3. С. 299-306.

28. Spenser М. P. Detection of emboli with Doppler ultrasound: a review // Echocardiography. 1996. V. 13,No.5.P. 519-527.

29. Palanchon P., Bouakaz A., van Blankenstein J. H., Klein J., Born N., de Jong N. New technique for emboli detection and discrimination based on nonlinear characteristics of gas bubbles // Ultrasound Med. Biol. 2001 Jun. V. 27, №6. P. 801-807.

30. Plesset M., Prosperetti A. Bubble dynamics and cavitation // Ann. Rev. Fluid Mech. 1977. V. 9. P. 145-185.

31. Prosperetti A. Thermal effects and damping mechanisms in the forced radial oscillations of gas bubbles in liquids, JASA V. 61, No.l/ January 1977, P.17-27.

32. W.Lauterborn, U.Parlitz. On the bifurcation structure of bubble oscillators //. Проблемы нелинейной акустики. Труды 11-го Международного симпозиума по нелинейной акустике. Новосибирск 1987,4. 1, С. 71-80.

33. Lynnworth L. Ultrasonic flowmeters // Physical acoustics /Ed by W.Mason/ Academic press 1979. V.14. P.407-525.

34. Биргер Г.И., Бражников Н.И. Ультразвуковые расходомеры // М. «Металлургия» 1964г.40. www.controllotron.com41 . www.zedflo.com.au/Uploads/Downloads/1010GC.pdf42. www.rshydro. со ;uk/usonictheory. shtm

35. Аносов A.A., Пасечник В.И:, Шаблинский В.В. Способ'дистанционного измерения температуры в глубине объекта и акустический термометр для его осуществления //Патент РФ № 2061408, 1996.

36. Макс Ж. Методика- и техника, обработки сигналов при физических измерениях; В 2- х томах. Пер. с французского Н.Г.Волкова. М;,Мир. 1983.

37. Алишани А., Стрельцова Д., Девять месяцев и вся жизнь. Роды нового тысячелетия. М, Изд. «Генезис». 637с.

38. Бэйли М.Р., Хохлова В.А., Сапожников O.A., Каргл С.Г., Крам JLA. Физические механизмы воздействия терапевтического ультразвука на биологическую ткань (обзор) // Акуст. Журн; 2003. Т. 49, №4, С. 447.

39. Tumor ablation with radio-frequency energy // Radiology, Dec.2000. V.217 (3), P.633-646, review.

40. Леонтович M:A. Введение в термодинамику. Статистическая физика. М. «Наука». 1983. 416 с.

41. Годик Э.Э, Гуляев Ю.В., Миркородский В.И. Акустическая термография биологических объектов // Всесоюзный симпозиум « Применение ультразвука в промышленности и медицине. Вильнюс, 1987,С.90-91.

42. Бабий В.И. Перенос акустической энергии в поглощающей и излучающей среде //Мор, гидрофиз. исслед. 1974. №2(65) С. 189-192.

43. Гуляев Ю:В., Годик Э.Э'.'. Дементиенко ВВ. Пасечник В.И., Рубцов A.A. О возможностях акустотермографии биологических объектов // ДАН СССР. 1985. Т.283, №6. С. 1495-1499.

44. Пасечник В.И. Оценка чувствительности метода акустотермографии // Акуст. журн. 1990. Т.36, №4. С.718-724.

45. В.И. Пасечник Механизмы формирования акустояркостной температуры //Тез. Всесоюз. симпоз. "Применение ультразвука в промышленности и медицине". Вильнюс 8-10 апреля 1987г. Каунас: КПИ. С.88-89.

46. Гуляев Ю. В., K.M. Бограчев, И. П. Боровиков; Ю. В. Обухов, В. И. Пасечник /Пассивная термоакустическая томография методы и подходы // Радиотехника и электроника 1998. Т.43, №9. С. 140-146.

47. Пасечник В.И. Акустическая термография биологических объектов // Радиотехника. 1991.№8. С. 77-80.

48. Пасечник В.И. Сопоставление перспективности применения акустотермографии и СВЧ-радиометрии при гипертермии в онкологии // 2-й всесоюзный симпозиум с международным участием "Гипертермия в онкологии" Минск 30-31 мая 1990 г.

49. Пасечник В.И. Акустический термометр // Патент РФ. №2055331. 1992.

50. Миргородский В.И., Пасечник В.И., Пешин C.B., Рубцов A.A., Годик Э.Э., Гуляев Ю.В. Зондирование внутренней температуры объектов по их тепловому акустическому излучению // Докл. АН СССР, 1987. Т.297. №6. С. 1370-1374.

51. Герасимов В.В., Миргородский В.И., Пешин C.B. О возможности достижения близких к предельным параметров акустотермометров // ЖТФ. Т.65, вып.5. 1995. С. 149-155.

52. Пасечник В.И. Акустотермография биообъектов: влияние рассеяния ультразвука и динамики температурных полей / Акустический журнал, 1990, Т.36, №5. С.920-926.

53. Passechnik V.l. The influence of sound scattering of the acoustobrightness temperature // Ultrasonics. 1996. V.34, P.677-685.

54. Ультразвук в медицине. Физические основы применения // Под ред. К. Хилла, Дж. Бэмбера, Г. Тер Хаар, перевод под редакцией Л.Р.Гаврилова, В.А.Хохловой, О.А.Сапожникова//Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2008, 539 с.

55. Аносов A.A., Бограчев K.M., Пасечник В.И./ Пассивная термоакустическая томография кисти руки человека // Акуст. журнал. Т.44, №6. 1998. С.725-730.

56. Герасимов В.В., Гуляев Ю.В., Миргородский В.И., Пешин C.B. Сабликов В. А. Диагностика систем терморегуляции человека с помощью акустотермометра (на примере исследования икроножной мышцы)/ Радиотехника и электроника. 1993. Вып. 10. С. 1904-1911.

57. Филатов A.JL, Герасимов В.В., Пешин C.B., Сабликов В.А., Решетняк

58. В.И. Корреляция изменений уровня сахара в крови с показаниями акустотермо-метра при физиологическом воздействии на человека // Ш сессия Российского акустического общества. Акустика и медицина, Москва, 1994, С.5656

59. Герасимов В.В., Миргородский В.И., Пешин С.В., Хильфман И., Филип К. О возможности использования акустотермометров для сопровождения лазерной гипертермии // III сессия Российского акустического общества. Акустика и медицина, Москва, 1994, С.52-54.

60. Домаркас В.И., Кажис Р.-И.Ю. Контрольно измерительные пьезоэлектрические преобразователи. Изд. МИНТИС Вильнюс 1975, 255с.

61. D. Callens, С. Bruneel, J. Assaad // Matching ultrasonic transducer using two matching layers where one of them is glue // NDT&E International 37. 2004.P. 591-596.

62. Goll JH. The design of broad-band fluid-loaded ultrasonic transducers // IEEE Trans. Sonics Ultrason. 1979; SU 26, No.6. P.385-393.

63. Клопотов P.B. Нелинейные эффекты при параметрическом обращении волнового фронта // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. ИОФ РАН им. А.М.Прохорова, 2010.

64. Санин А.Г., Чичагов П.К., Рейман A.M. Градуировка ультразвуковых преобразователей // «Ультразвуковая диагностика» Сборник научных трудов ИПФ АН г.Горький. 1983г.С. 21-36.

65. Мансфельд А.Д. Акустотермометрия: состояние и перспективы. // Акуст. журн. Т.55, № 5. 2009. С. 546-556.

66. Барабаненков Ю.Н., Пасечник В.И. Исследование теплового акустического излучения в рамках модели гидродинамических флуктуаций // Акуст. журн. 1994. Т.40,№4.С. 524-547.

67. Барабаненков Ю.Н., Пасечник В.И. Исследование корреляционных свойств теплового акустического излучения // Акуст. журн. 1995. Т. 41, № 4. С. 563-566.77. http://radiometry.ru/radiometry

68. Субочев П.В., Мансфельд А.Д., Беляев Р.В. Многочастотная акустическая термотомография при лазерной гипертермии: физическое моделирование // Вестник Нижегородского государственного университета, 2010г.№5. С. 68-72.

69. Субочев П.В. Развитие методов пассивной термографии и акустояркостного мониторинга //Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. ИПФ РАН. Н. Новгород. 2010.

70. Гайкович К.П., Сумин М.И., Троицкий Р.В. Определение глубинного профиля температуры методом многочастотной радиотермографии в медицинских приложениях // Радиофизика. 1988. №9. С. 1104-1112.

71. Dubois L., Pribetich J., Fabre J.; Chive M., Non-invasive microwave multifrequency radiometry used in microwave hyperthermia for bidimensional reconstruction of temperature patterns/ International Journal of Hyperthermia, 1993 .№9.P.415-431.

72. Кротов E.B., Рейман A.M., Субочев П.В. Учет частотной зависимости акустического поглощения при решении задач акустояркостной термометрии, Изв. ВУЗов РАДИОФИЗИКА, Т.49, №6, 2006, С.478-488

73. Баландин A.B., Мансфельд А.Д., Шишков A.B. Многоканальныйакустический термометр/ XI Всесоюзная акустическая конференция, Москва, 1991, Секция О. С.40-43.

74. Ксенофонтов С.Ю., Мансфельд А.Д., Рейман A.M. Реконструктивная акустическая термотомография // Изв. ВУЗов Радиофизика 1997. Т. 40. № 6. С. 752-760.

75. Кротов Е.В., Ксенофонтов С.Ю., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Санин А.Г., Прудников М.Б. Экспериментальные исследования возможностей многоканальной акустической термотомографии // Изв. ВУЗов Радиофизика T. XLII, № 5. 1999. С. 479-484.

76. Вилков А.Е., Мансфельд А.Д., РейманА.М. Санин А.Г. Многолучевая акустотермография/Ш сессия Российского акустического общества. Акустика и медицина, Москва, 1994, С.48-50.

77. Аносов A.A., Пасечник В.И., Исрефилов М.Г. Восстановление двумерного распределения внутренней температуры модельного объекта методом пассивной термоакустической томографии // Акуст. журн. 1999. Т. 45, № i.e. 20-24.

78. Аносов A.A., Гаврилов JI.P. Восстановление распределения глубинной температуры биообъектов с помощью линейных фазированных решеток // Акуст. журн. 2005. Т. 51, № 4. С. 447-455.

79. Буров В.А., Касаткина Е.Е. Статистические обратные волновые задачи термоакустической томографии//Акуст. журн. 1997. Т. 43, №2. С. 162-169.

80. Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин C.B. О возможности исследования пространственного распределения источников некогерентного излучения с помощью корреляционной обработки // ЖТФ. Т.66. Вып.5. 1996. С. 196-202.

81. Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин C.B. Исследование пространственного распределения источников некогерентного излучения с помощью корреляционной обработки //Письма в ЖЭТФ. 1995.Т.62, №3.1. С.23 6-241.

82. Герасимов В.В., Гуляев Ю.В., Миргородский A.B., Миргородский В.И.

83. Пешин C.B. Пространственное разрешение пассивной локации на основе корреляционной обработки 4-го порядка //Акуст. журн. 1999. Т.45, №4 С.487-493.

84. Пасечник В.И. Пассивный термоакустический томограф, не использующий априорную информацию о коэффициенте поглощения //Акуст. журн. 1997. Т. 43, №4. С. 563-565.

85. Аносов A.A., Антонов М.А., Пасечник В.И. Измерение корреляционных свойств теплового акустического излучения //Акуст. журн. 2000, Т.46, №1, С. 28-34.

86. Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин C.B. Экспериментальные исследования особенностей пассивной корреляционной томографии источников некогерентного акустического излучения мегагерцового диапазона//Акуст. Журн. 2006. Т. 52, № 5 С. 702-709.

87. Буров М.С., Евтухов С.Н., Матвеев О.В., Румянцева О.Д. Методы и возможности некогерентной корреляционной акустической томографии // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2005. № 4-5. С. 55-63.

88. Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Лесс Ю.А., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Акустотермографии: корреляционный и не корреляционный методы /Радиотехника и электроника 2010, том 55, № 9, С. 1113-1120.

89. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д. Исследования возможностей применения акустотермографа корреляционного типа с фокусированной антенной //5-я сессия молодых ученых, г.Н.Новгород, 2000, С. 102.

90. Вилков В.А., Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман A.M. Применение фокусируемых антенн; для, задач акустояркостной термометрии // Акуст.журт 2004. Т. 50, №5. С. 592-600.

91. Буров В:А., Касаткина Е.Е., Румянцева О.Д., Филимонов С.А. Моделирование томографического восстановления термоакустических источников. Итерационно-корреляционные методы // Акуст. журн. 2003. Т. 49, №2. С. 167-177.

92. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука. 1970. 885 с.

93. Аносов А. А., Пасечник В.И. Одномерная обратная задача акустотермографии // Акуст. журн. 1994: Т. 40, №4. С.743-748.

94. Аносов А.А. Пасечник В.И. Пространственная обратная задача акустотермографии // Акуст. журн. 1994. Т. 40, № 6. С. 885-889.

95. Аносов А.А., М.Г.Исрефилов, В.И.Пасечник Двумерная обратная задача акустотермографии// Акуст. журн. 1995. T.41, №3. С.496-498.

96. Mirgorodsky V.I., Gerasimov V. V., Peshin S. V. Three-dimensional ultrasonic imaging of temperature distribution // Acoustical Imaging-22, P.Tortoli and L.Masotti ed. New York: Plenum Press, 1996. P. 89-94.

97. Passechnik V.I., Anosov A.A., Isrefilov M.G., Erofeev A.V. Experimental reconstruction of temperature distribution at a depth through thermal acoustic radiation // Ultrasonics, 1999, V.37, P.63-66.

98. Бограчев К.М., Пасечник В.И Метод стандартного источника в пассивной акустической томографии // Акуст. журн., 2003. Т. 49, № 4. С.474-480.

99. Аносов А.А., Исрефилов М.Г., Пасечник В.И. Точность решения двумерной обратной задачи акустотермографии при некорреляционном приеме // Радиотехника. 1995. №9. С.65-68.

100. Ксенофонтов С.Ю., Мансфельд А.Д., Рейман A.M. Реконструктивная акустическая термотомография биологических объектов // Изв. ВУЗов Радиофизика. 1997. Т. XL, №6. С. 752-760.

101. Кротов Е.В., Ксенофонтов С.Ю., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Санин А.Г., Прудников М.Б. Экспериментальные исследования возможностей многоканальной акустической термотомографии // Изв. ВУЗов Радиофизика. 1999. Т. XLII, №5. С. 479-484.

102. Аносов А.А., Пасечник В.И., Исрефилов М.Г. Восстановление двумерного распределения внутренней температуры модельного объекта методом пассивной термоакустической томографии // Акуст. журн. 1999. Т.45, №1. С.20-24.

103. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Вилков А.В."Двумерная акустическая термография биологических объектов" // Сборник Тр. XI Сессии РАО, Москва, АКИН, 2001. Т. З.С. 165-169.

104. Боровиков И.П., Обухов Ю.В., Боровиков В.П., Пасечник В.И. Новые алгоритмы восстановления сигналов и изображений, моделируемых при помощи дифференциальных уравнений // Радиотехника и электроника. 1999. Т. 44, №6. С. 1-6.

105. Босняков M.C. Восстановление глубинной температуры тела методом акустической термографии // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. ИРЭ РАН, Москва, 2004.

106. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач М,: «Наука», 1972.

107. Гайкович К.П. Обратные задачи ближнепольной радиотермометрии. // Изв.Вузов. Радиофизика. Т.46, №4. 2003. С. 268-278.

108. Губарени Н.М. Вычислительные методы и алгоритмы малоракурсной компьютерной томографии, Киев, Наукова Думка, 1997г. С.327

109. Наттерер Ф. Математические аспекты компьютерной томографии. //Пер. с англ. — М.: Мир, 1990.

110. Censor Y. // Ргос. IEEE, 1983. V.71. № 3. р. 409.

111. Аносов A.A., Пасечник В.И., Шаблинский В.В. Пространственная разрешающая способность акустотермографии и СВЧ-радиометрии // Акуст. журн. 1991. Т.37, №4. С.610-616.

112. Вилков В.А., Кротов Е.В., Мансфельд А.Д. Применение фокусированных антенн для задач акустояркостной термографии // Акуст. журн. 2004, Т. 50, № 5. С.592 600.

113. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., В.А.Вилков. Акустояркостная термометрия биологических и биоподобных сред // Сборник трудов семинара научной школы проф. С.А.Рыбака, Москва, 2003г С.122-126.

114. Кротов Е.В., Рейман A.M., Субочев П.В. Синтез акустической линзы Френеля для акустояркостной термометрии // Акуст. журн.Т.53, №6. 2007. С. 779-785.

115. Буров В.А., Дариалашвили П.И., Румянцева О.Д. Активно-пассивная термоакустическая томография // Акуст. журн. 2002. Т.48, №4. С.474-484.

116. Буров В.А., Дмитриев К.В., Евтухов С.Н. Активно-пассивные термографические системы с фокусировкой акустических полей //Известия РАН, Серия физическая. 2008. Т.72, №12. С.1776 1781.

117. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. Перевод с английского под редакцией И.Г.Михайлова // Изд. «Мир», М., 1972, 307с.

118. Ophir J., Shawker Т.Н., Maldad N.F., Miller J.G., Flax S.W., Marayana P.A., Jones J.P. Attenuation estimation in reflection: progress and prospects // Ultrasonic Imaging, 1984. V.6. P. 349-395.

119. Kuc R., Shwartz M. Estimating the acoustic attenuation coefficient slope for liver from reflected ultrasound signals // IEEE transaction on sonics and ultrasonics. 1979. V. SU-26, No 5. P.353-362.

120. Tu H., Vargehese Т., Madsen E.L., Chen Q., Zagzebski J. Ultrasound attenuation imaging using compound acsquisition and processing // Ultrasonic imaging. 2003. V.25. P. 245-263.

121. He P.On the estimation of acoustic attenuation coefficient from peaks of echo envelope//JASA. 1988.V83. P.1919-1927.

122. Piechocki M., Lupacewicz G. Attenuation Measurement Method of One Side Accessible Tissues // Proc.4th Ultrasound Biol, and Med. Symp. UBIOMED IV, Vishegrad, 1979.V.2. P.61-65.

123. Домаркас В.Й., Пилецкас Э.И. Ультразвуковая эхоскопия // Ленинград «Машиностроение», 1988, 276 с.

124. Мансфельд А.Д., Рейман A.M. О возможности измерения коэффициента затухания ультразвука в слоистых средах при одностороннем доступе к объекту // Акустический журнал. 2011, № 2. С.211-218.

125. N. de Jong, L. Hoff, Skotland Т. Bom N., Absorption and scatter of encapsulated gas filled microspheres. Theoretical considerations and some measurements // Ultrasonics. 1992. V.30, No. 2, P. 95-103.

126. Averkiou M. A. Pulsing schemes for nonlinear imaging of ultrasound contrast agents // Conf. of the IEEE ultrasonics, ferroelectrics and frequency control society. Honolulu, Hawaii, Oct. 2003. P. 95.

127. Crum L.A. Acoustic cavitation and medical ultrasound, «Проблемы нелинейной акустики» // Тезисы XI международного симпозиума по нелинейной акустике. Часть 1. Новосибирск 1987

128. Г.Р. тер Хаар. Применение ультразвука в терапии и хирургии // в кн.Ультразвук в медицине. Физические основы применения. М.,Физматлит,2008. Под. ред. К.Хилла, Дж. Бамбера, Г. тер Хаар. Перевод Л.Р.Гаврилова, В.А.Хохловой, О.А.Сапожникова.

129. Александров С.Н., Кобелев Ю.А., Куликов В.В., Сандлер Б.М., Селивановский.Д.А., Соколов А.Ю., Цимбалов В.В. //Эхолокационное обнаружение пузырьков в теплоносителе. В кн.Ультразвуковая диагностика, Горький; ИПФ АН СССР, 1983 с 166.

130. Phelps A.D., Leighton T.G., Schneider M.F., White P.R., Active and passive acoustical bubble sizing // ISVR, Technical report, No.237, October, 1994, University of Southampton.

131. Николаев В.П. «Теоретическая оценка риска поражения тканей человека газовыми пузырьками при воздействии декомпрессии»//Всероссийская конференция «Биомеханика 2008», тезисы доклада, Н.Новгород, С. 130-131.

132. Николаев В.П. « Прогнозирование безопасности декомпрессии по математическим моделям образования и роста газовых пузырьков в организме»// Диссертация на соискание степени доктора биологических наук, Москва, 1990, 248 С.

133. Николаев В.П. Моделирование динамики риска возникновения декомпрессионной болезни при высотной декомпрессии // Биофизика. 2008. Т. 53, №1. С. 139-150.

134. Николаев В.П. Теоретическая оценка риска возникновения декомпрессивнной болезни при моделировании внекорабельной деятельности // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2008. Т.42, № З.С. 27-33.

135. В. П. Николаев "Теоретическая оценка кумулятивного риска возникновения высотной декомпрессионной болезни»// Доклады Академии Наук, т . 411, № 5, Декабрь 2006, С. 694-698.

136. Wilbur J. С., Phillips S. D., Donoghue Т. G., Alvarenga D. L., Knaus D. A., Magari P. J., Buckey J. C. Signals consistent with microbubbles detected in legs of normal human subjects after exercise //Appl. Physiol. 2010 V.108. P.240-244,.

137. Minnaert M. On musical air bubbles and sounds of running water // Phil.mag.2831933. V.6. P.235-248

138. Rayleigh Lord. On the pressure developed in a liquid on the collapse of a spherical cavity// Phylos. Mag. 1917. V. 34. P. 94-97.

139. C. E.Brennen Cavitation and bubble dynamics // www.caltech.edu.archive/00000001/chap2.htm/ Chapter 2 I Spherical bubble dynamics// Oxford University Press. 1995.

140. M.S. Plesset, A. Prosperetti // Bubble dynamics and cavitation// Ann.Rev.Fluid Mech. 1977. No.9.P. 145-185.

141. Neppiras //Subharmonic and Other Low-Frequency Emission from Bubbles in Sound-Irradiated Liquids/ JASA 1969, V.46, P.587 601.

142. Флинн Г. В кн.: Физическая акустика // под ред. У. Мэзона, М.: Мир. 1967 .1Б

143. Маргулис М.А. Основы звукохимии. Химические реакции в звуковых полях. М. , Высшая школа 1984, 272 с.

144. W.Lauterborn, Numerical investigation of nonlinear oscillation of gas bubble in liquids//JASA 1976.V.59. P.283 -293,

145. Prosperetti A., Crum L.A, Commander K.W. Nonlinear bubble dynamics // JASA. 1986.V.83, No.12. P. 502-514.

146. Keller J.B., Miksis M. Bubble oscillations of large amplitude II JASA. 1980. V.68, No.2. P. 628-633.

147. Prosperetti A. Bubble phenomena in sound fields. Part III Ultrasonic. 1984. V. 22. P.69-77.

148. Prosperetti A. Bubble phenomena in sound fields. Part 2 //Ultrasonic. 1984. V. 22. P. 115-124.

149. L. Samek. A multiscale analysis of nonlinear oscillations of gas bubbles in liquids //JASA, March 1987. V. 81, Issue 3. P. 632-637.

150. Kameda M., Matsumoto Y. Nonlinear oscillation of a spherical gas bubble in acoustic fields //JASA December 1999. V. 106, Issue 6. P. 3156-3166.

151. Заболоцкая E.A., Солу ян С.И. Излучение гармоник и комбинационных частот воздушными пузырьками// Акуст. журн. 1972. Т. 18, С.472-474.

152. Островский Л. А., Сутии А. М. Нелинейные акустические методы диагностики газовых пузырьков в жидкости // Ультразвуковая диагностика. Сборник научных трудов ИПФ АН СССР. Горький, 1983, С. 139- 149.

153. Максимов A.O., Соседко E.B. Переходные процессы в окрестности порога субгармонического резонанса // Письма в ЖТФ. 1999, Т.25, вып. 17, С. 1-6.

154. Буланов В.А., Соседко Е.В. Нестационарное рассеяние акустических импульсов на резонансных включениях в жидкости // Сборник трудов 19 сессии РАО т. 1., С. 80-83, Н.Новгород 2007г.

155. Соседко Е.В., Процессы установления нелинейных колебаний газового пузырька в жидкости // Электронный журнал « Исследовано в России», http//zhurnal.ape.relam.ru/articles/2004/260.pdf, Р.2795-2803.

156. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Санин А.Г., Владимиров И.А. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков // Акустический журнал. 2010. Т.56, №3, С.323-332.

157. Мансфельд А. Д., Мансфельд Д. А., Рейман А. М. Анализ возможностей нелинейных акустических методов локации газовых пузырьков в биологических тканях // Акустический журнал. 2005. Т. 51, №. 2. С.259-267.

158. Didenkulov I. N., YoonS. W., Sutin А. М., and Kim Е. J. Nonlinear Doppler effect and its use for bubble flow velocity measurement/ JASA. November 1999. V. 106, Issue 5, P. 2431-2435.

159. Palanchon P., Bouakaz A., van Blankenstein J. H., Klein J., Born N., de Jong N. New technique for emboli detection and discrimination based on nonlinearcharacteristics of gas bubbles // Ultrasound Med. Biol. 2001 Jun. V. 27, №6. P. 801-807.

160. Newhouse V., Shankar P.M., Bubble size measurements using the nonlinear mixing of two frequencies/ JASA V.75. N.5. 1984 P.1473-1477,

161. Wyczalkowski M., Szeri A J. Optimization of acoustic scattering from dual-frequency driven microbubbles at the difference frequency //JASA

162. June 2003 .V.l 13, Issue 6, P. 3073-3079.

163. Мансфельд А.Д, Рейман A.M.// Особенности обнаружения газовых пузырьков в неоднородных нелинейных средах // Ультразвуковая диагностика. Сборник научных трудов ИПФ АН СССР. Горький, 1983, С. 151-161.

164. Palanchon P., Bouakaz A., Klein J., N.De Jong. Subharmonic and ultraharmonic emissions for emboli detection and characterization //Ultrasound in Medicine and Biology. V.29, Issue 3. March 2003. P. 417-425.

165. Shankar P.M., Krishna P.D., Newhouse V.L. Advantage of subharmonic over second harmonic backscatter for contrast-to-tissue echo enhancement // Ultrasound in medicine and biology. 1998.V.24, N.3. P.395 -399.

166. Burns P., Hope-Simpson D. Pulse inversion Doppler ultrasonic diagnostic imaging // US Pat. No 6095980, 1998.

167. S.Umemura, T.Azuma, H.Kuribara, H.Kanda. Triplet pulse sequence for superior microbubble/tissue contrast. //A conference of the IEEE ultrasonics ferroelectrics and frequency control society. Honolulu, Hawaii, October. 2003. P. 209-210.

168. Наугольных К.А., Островский JI.A. « Нелинейные волновые процессы в акустике». М.Наука.1990. 236с.

169. DuckF.A. Nonlinear acoustics in diagnostic ultrasound /Ultrasound in Medicine & Biology Volume 28, Issue 1, January 2002, Pages 1-18

170. Westervelt P.J. Parametric Acoustic Array// JASA. 1963.V.35,No.4. P. 535537.

171. Сутин A.M., Наугольных К.А., Островский JI.A. Параметрические излучатели звука // Сб. научных трудов ИПФ АН СССР "Нелинейная Акустика", 1979. С. 9-30.

172. Руденко О.В., Солуян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. М.: Наука, 1975. 289с.

173. Michalakis AAverkio, Yang-Sub Lee, Mark F. Hamilton. Self-demoduleition of amplitude- and frequency-modulated pulses in a thermoviscouse fluid // JASA. 1993. V.94, №5. P. 2876-2883.

174. Hendric J. Jos, David E. Goertz, Nico de Jong. Self-demodulation of high-frequency ultrasound // JASA.2010.V.127,№3.P. 1208-1217.

175. Мансфельд А.Д., Соколов A.B., Волков Г.П. Самодетектирование акустических импульсов в ближней зоне акустического излучателя // Акуст.журн. 2011. Т. 57, №3

176. Eatock В., Nishi R., Johnston G. "Numerical studies of the spectrum of low-intensity ultrasound scattered by bubbles"// JASA V.77, No.5. May 1985.P. 16921701.

177. Spenser M. P. Detection of emboli with Doppler ultrasound: a review // Echocardiography. 1996. V. 13, №5. P. 519-527.

178. Анисимов O.H. Ультразвуковая детекция внутрисосудистых газовых пузырьков и симптомы высотных декомпрессионных расстройств у человека в условиях пониженного барометрического давления // Дисс. Канд. Мед. Наук ИМБП.1988

179. Barer A.S., Katunsev V.P., Mansfeld A.D., Nikolaev V.P., Reyman A.M., Sokol E.A., Skedina M.A., Akchurin A.E. Improvement of gas bubble monitoringduring space suit operations // Proc. of 3rd NASA-STAC Symposium. Hantsvill, 10-13 November 1997.

180. Хамидулин В.К. Ультразвуковые контрольно-измерительные устройства и системы. Ленинград: Ленинградский университет. 1989.220с.

181. Garbini J.L., Forster, F.K.,Jorgensen J.E., Measurement of fluid turbulence based on pulsed ultrasonic techniques //J.Fluid Mech.l982.V.l 18.P.445-470.

182. Мансфельд А.Д. Ультразвуковая диагностика сдвиговых турбулентных потоков // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности «Акустика». Горький 1988 г.

183. Муякшин С.И., Односевцев В.А., Орлов И.Я. О возможности использования изгибных волн при создании акустических преобразователей для систем неразрушающего контроля // Изв. Вузов. Радиофизика. Т.43, №12. 2000. С.1100-1108.

184. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Агуреев В.А., Трусило C.B., Карюк В.М., Мороскин Д.В. Повышение помехозащищенности ультразвуковых газовыхрасходомеров с накладными датчиками //Датчики и системы 2011.№2. С.28-32.

185. Мансфельд А.Д., Трусилло C.B., В.А. Агуреев, В.М. Карюк. Способ измерения расхода газа в трубопроводах и устройство для его осуществления // Патент РФ № 2313068. Оп. в Б.И. №35. 2007.

186. Дж. Д. Краус, Радиоастрономия Под ред В.В. Железнякова., Сов.радио, М, 1973.

187. Кисляков А.Г. О предельной чувствительности модуляционного радиометра // Известия вузов. Радиофизика. 1978. Т. 21, №3. - С. 448-450.

188. Субочев П.В., Мансфельд А.Д., Беляев Р.В. Многочастотная акустическая термотомография при лазерной гипертермии: физическое моделирование // Вестник Нижегородского государственного университета, 2010. №5. С.67-74.

189. Малахов А.Н. Флуктуации в автоколебательных системах / Изд. Наука М.,1968. 660с.

190. Кисляков А.Г. Предельная чувствительность радиометров и вопросы её реализации // Министерство высшего и среднего образования. ГТУ им. Н.И.Лобачевского.Учебное пособие. Горький 1988. 76 с.

191. Смажевская Е.Г., Фельдман Н.Б. Пьезоэлектрическая керамика. Сов.радио М., 1971. 200 с.

192. Бочков Г.Н., Кузовлев Ю.Е. Новое в исследование 1/f шума // УФН. 1983. Т.141, Вып. 1. С.151-176.

193. Балабуха Д.К., Мясников Л.Л., Плотникова E.H. Модуляционный метод измерения малых электрических напряжений в звуковом диапазоне частот // Акустический журнал. Т.2, вып.З. С.248-254.

194. Mamouni A., Leroy Y. Introduction to Correlation Microwave Thermography //J. Microwave Power. 1983. Vol. 18. №3. P. 286 293.

195. Пахольчик А. Радиоастрофизика //Перевод с английского под ред. В.В.Виткевича Мир, М.,1978. 252 с.

196. Справочник по гидроакустике / Евтютов А.П., Колесников А.Е., Корепин В.А. и др. JL: Судостроение. 1988. 552 с.

197. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. М.:Энергия. 1975. 528 с.

198. Кротиков В.Д., Троицкий B.C. Радиоизлучение и природа Луны // Успехи физич. наук, 1963. Т.81, Вып.4. С.589-639.

199. Pasechnik V.I., Anosov A.A., Isrefilov M.G. Potentialities of passive thermoacoustic tomography in hyperthermia // Int. J. Hyperthermia. 1999 . V.15, №2. P. 123-144.

200. Welch A.J., Gemert M.C.J. Tissue optical properties and laser-tissue interactions.- New York, Plenum Press, 1995.

201. Тихонов A.H., Гончарский A.B., Степанов B.B., Ягола В.В. Численные методы решения некорректных задач. М: Наука, 1990, 115с.

202. Gladweell N, С Jauanaud, К Е Peers, R R Rahalkar. Ultrasonic Behavior of Edible Oils: Correlation with Rehtology // Journal of American Oil Chemists Society V62, №8, 1985, 1231-1236.

203. Krotov E.V., Reyman A.M., Vilkov V.A., Mansfeld A.D."Internal temperature mapping of biological objects by an acoustical brightness thermometer with focused antenna" // BIOS 2002 Technical Summary Digest, P.105.San Jose 2002.

204. Reyman A.M., Krotov E.V., Mansfeld A.D. Application of the correlation method to the acoustic thermograph with focused antenna // BIOS 2001 Technical Summary Digest, P. 112, San Jose.2001.

205. Кротов E.B., Мансфельд А.Д., Жадобов M.B. Характеристики и возможности многоканального акустотермографа // Труды 4-ой научнойконференции по радиофизике, г. Н.Новгород, ННГУ, 2000, С. 163.

206. Кротов Е.В., Рейман A.M., Мансфельд А.Д., Вилков В.А., Жадобов М.В.

207. Неинвазивный акустический мониторинг внутренней температуры биоподобных сред //Сборник трудов XIII сессии РАО Т. 3. М.: ГЕОС, 2003. С.195-199.

208. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д. Рейман, A.M. Вилков В.А. Акустояркостная термометрия биологических и биоподобных сред // Сборник трудов семинара научной школы проф. С.А.Рыбака. Ежегодник РАО, Москва, 2003г. С. 122-127.

209. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д. Исследования возможностей применения акустотермографа корреляционного типа с фокусированной антенной //5-я сессия молодых ученых, г.Н.Новгород, 2000, С. 102.

210. Субочев П.В., Мансфельд А.Д., Беляев Р.В. Многочастотная акустическая термотомография при лазерной гипертермии: физическое моделирование // XXII сессия Российского акустического общества, М., 2010.

211. Сергеева Т.В. и др. Способ контроля эффективности лечения после лазерноиндуцированной гипертермии узлового зоба // Патент РФ №2308234, 20.07.2006.

212. Сергеева Т.В. и др. Способ лечения узловых форм заболеваний щитовидной железы //Патент РФ №22519991, 20.02.2004.

213. Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Экспериментальная проверка возможностейдинамической акустической термографии // XXII сессия Российского акустического общества, Ml, 2010.

214. Аносов A.A., Беляев Р. В., Вилков В. А., Казанский А. С., Мансфельд А. Д., Шаракшанэ A.C. Динамическая акустотермография // Акуст. Журн. 2009.Т. 55, № 4. С. 436-444.

215. Шаракшанэ A.C., Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д. Возможности динамического картирования внутренней температуры методом акустотермографии // 20 сессия РАО Сборник докладов Т.З. С.136-139.

216. Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Определение динамики изменения температуры в модельном объекте методом акустотермографии // Акуст. журн. 2008. Т. 54, № 4 . С. 540-545.

217. Кротов Е.В., Вилков В.А., Мансфельд А.Д., Рейман A.M. Методы акустической диагностики неоднородных сред: Сб. научных трудов. — Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2002. С. 235.

218. Тюрин A.M. Теоретическая акустика // Ленинград, изд. Военно-морская академия, 1971, 443 с.

219. O'Donnel M., James Е.Т., Miller J.G. General relationships between ultrasonic attenuation and dispersion // JASA. 1978. V.63. P.1935 -1937.

220. O'Donnel M., James E.T.,Miller J.G. Kramers-Kronig relationship between ultrasonic attenuation and phase velocity // JASA, 1981, V.69. P. 696-701.

221. Зверев В.А., Стромков A.A. Выделение сигналов из помех численными методами // Н.Новгород. ИПФ РАН. 2001. 188 с.

222. Е.Л.Шендеров. Волновые задачи гидроакустики // Ленинград, «Судостроение», 1972. 352 с.

223. Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. Изд. Наука, М., 1966.

224. Волков Г.П.,Мансфельд А. Д., Субочев П.В.Исследование самодетектирования акустических импульсов в биологических средах XIV научная школа-конференция // "Нелинейные волны 2008", Тезисы докладов.

225. Канаков В.А., Кисляков А.Г. Сонолюминесценция и генерация субгармоники как индикаторы кавитации жидкостей // Акуст. журн. 1995. Т. 41. №4. С. 65 7-658.

226. Мансфельд А.Д. Волков Г.П., Санин А.Г. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков // 20 сессия РАО Сборник докладов Т.З С.142-145.

227. Мансфельд А.Д. Волков Г.П., Санин А.Г. «Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков». Препринт ИПФ РАН. № 748. 2007г.

228. Мансфельд А.Д., Владимиров И.А., Волков Г.П., Импульсные ультразвуковые методы обнаружения газовых пузырьков. Труды научной конференции РФФ ИНГУ. 2008г

229. Castersen E.L., Law W.K., McKay, Muir T.G. Demonstration of nonlinear acustical effects at biomedical frequencies and intensities // Ultrasound Med.Biol. 1980.V.6. P. 359 -368.

230. Tranquart F., Grenier N., Edler V., Pourcelot L., Clinical use of ultrasound tissue harmonic imaging // Ultrasound Med. Biol. 1999.V. 25. P. 889-894.

231. Наугольных K.A., Солуян С.И., Хохлов P.B. О нелинейном взаимодействии звуковых волн в поглощающей среде // Акуст.журн. 1963. Т.10, № 2. С.192-197.

232. Novikov В.К, Rudenko O.V., Timoshenko V.I. Nonlinear Underwater Acoustics. American Inst, of Physics. 1987.261c.

233. Зарембо JI.K. Акустическая излучающая параметрическая антенна//Успехи физ. наук. 1979.Т. 128, №4. С. 713-720.

234. Kazys R., Vladisauskas A., Raisutis R. /Experimental investigation of gas flow in pipes with recesses for ultrasonic transducers / ULTRAGARSAS, №2(43). 2002. P.13-16.

235. Сельский A.A. Опыт HK длинномерных бесшовных труб с применением низкочастотных волн нормального типа // В мире неразрушающего контроля. 224., июнь 2004. С. 46-49.

236. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея Лэмба в технике М.,1966. 247с.

237. Тихонов В.И.Статистическая радиотехника «Сов. Радио».М.,1966. 678 с.

238. Ринкевичюс Б.С., Смирнов В.И. Исследование турбулентных потоков лазерным анемометром со спектральным анализом доплеровского сигнала // Теплофизика высоких температур -1975. Т. 13, №3. С.591-600.

239. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации // «Сов. Радио», М.,1973, С.495.

240. Исакович М.А. Общая акустика М.,1973. 356 с.

241. Dain Y., Lueptow R.M.Acoustic attenuation in three-gas mixture. Results //JASA Vol.110, №6, 2001. P. 2974-2979.

242. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Агуреев B.A., Трусилло C.B., Карюк В.M. Измерение расхода газа в трубопроводах с помощью накладных датчиков// 20 сессия РАО. Сборник докладов. Т.2. С.50-53.

243. Список публикаций автора по теме диссертации

244. Ксенофонтов С.Ю., Мансфельд А.Д., Рейман A.M. Реконструктивная акустическая термотомография биологических объектов // Изв. ВУЗов Радиофизика. 1997. Т. XL. №6. С. 752-760.

245. Кротов Е.В., Ксенофонтов С.Ю., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Санин А.Г., Прудников М.Б. Экспериментальные исследования возможностей многоканальной акустической термотомографии // Изв. ВУЗов Радиофизика. 1999. Т. XLII. №5. С. 479-484.

246. Вилков В.А., Кротов Е.В., Мансфельд А.Д. Применение фокусированных антенн для задач акустояркостной термографии // Акуст. журн. 2004. Т. 50, № 5. С.592 -600.

247. Мансфельд А.Д. Акустотермометрия. Состояние и перспективы. //Акуст. журн.2009.Т. 55, №4. С.546-556.

248. Аносов А. А., Беляев Р. В., Вилков В. А., Казанский А. С., Мансфельд А. Д., Шаракшанэ А. С. Динамическая акустотермография // Акуст. журн., Т. 55, № 4. 2009. С. 436-444.

249. Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Определение динамики изменения температуры в модельном объекте методом акустотермографии // Акуст. журнал. 2008. Т. 54, №4. С. 540-545.

250. Мансфельд А. Д., Мансфельд Д. А., Рейман А. М. Анализ возможностей нелинейных акустических методов локации газовых пузырьков в биологических тканях // Акуст. журнал. 2005. Т.51, №.2. С.259-267.

251. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Санин А.Г., Владимиров И.А. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков //Акустический журнал, 2010. Т.56. №3. С.323-332.

252. Алехин А.И., Аносов A.A., Мансфельд А.Д., Акустотермометрические измерения при лазерной гипертермии //Альманах клинической медицины, Т. XVII. Ч. 2. М.,2008. С.8-11.

253. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Агуреев В.А., Трусило C.B., Карюк В.М., Мороскин Д. В. Повышение помехозащищенности ультразвуковых газовых расходомеров с накладными датчиками //Датчики и системы. №2. 2011.С.28-32.

254. Аносов A.A., Беляев Р.В.,.Вилков В.А, Казанский A.C., Лесс Ю.А., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Акустотермография: корреляционный ине корреляционный методы //Радиотехника и электроника. 2010. Т.55, № 9, С. 1113-1120.

255. Мансфельд А.Д., Рейман A.M. О возможности измерения коэффициента затухания ультразвука в слоистых средах при одностороннем доступе к объекту //Акустический журнал Т.57, №2. 2011.С.211-218.

256. Мансфельд А.Д., Соколов A.B., Волков Г.П. Самодетектирование акустических импульсов в ближней зоне акустического излучателя //Акустический журнал 2011.Т.57, №3.(принято к печати).

257. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., Ксенофонтов С.Ю. Многоканальная акустическая термотомография плоско слоистых сред // Учебный эксперимент в вышей школе. Научно-методический журнал. Саранск, 2000, Т.2. С.13-17.

258. Мансфельд А.Д., Трусилло C.B., Агуреев В.А., Карюк В.М. Способ измерения расхода газа в трубопроводах и устройство для его осуществления //ПатентРФ № 2313068. Оп. в Б.И. №35. 2007.

259. Кириллов А.Г., Мансфельд А.Д. Устройство для генерации газовых пузырьков //Авт.свид. СССР №314370, опубл. 30.05.87 БОИ №20, 1987г.

260. Субочев П.В., Мансфельд А.Д., Санин А.Г., Волков Г.П., Клинынов В.В., Беляев Р.В. Акустический термометр для пассивной акустической термотомографии. Патент РФ на полезную модель №2009143082 от 24.11.2009 (положительное решение).

261. Мансфельд А.Д., Рейман A.M. Особенности обнаружения газовых пузырьков в неоднородных нелинейных средах «Ультразвуковая диагностика» // Сборник научных трудов ИПФ РАН. Горький, 1983. С. 151161.

262. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман A.M.,.Вилков А.В "Двумерная акустическая термография биологических объектов" // Сборник Тр. XI Сессии РАО, Москва, АКИН, 2001. Т.З. С.165-169.

263. Кротов Е.В., Рейман A.M., Мансфельд А.Д., Вилков В.А., Жадобов М.В. Неинвазивный акустический мониторинг внутренней температуры биоподобных сред // Сборник трудов XIII сессии РАО Т. 3. М.: ГЕОС, 2003.С.195-199.

264. Шаракшанэ A.C., Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д. Возможности динамического картирования внутренней температуры методом акустотермографии //20 сессия РАО, Сборник докладов Т.З. С. 136-139.

265. Мансфельд А.Д. Волков Г.П., Санин А.Г. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков // 20 сессия РАО Сборник докладов т.З С.142-145.

266. Аносов A.A., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский A.C., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ A.C. Экспериментальная проверка возможностей динамической акустической термографии// XXII сессия Российского акустического общества, М., 2010. С.130-132.

267. Кротов, Е.В. Мансфельд А.Д., Жадобов М.В. Характеристики и возможности многоканального акустотермографа // Труды 4-ой научной конференции по радиофизике, г. Н.Новгород, ННГУ, 2000, С. 163.

268. Кротов Е.В., Вилков В.А., Мансфельд А.Д., Рейман A.M., «Акустояркостный термотомограф с фокусированной антенной» // Методы акустической диагностики неоднородных сред: Сб. научных трудов. -Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2002. С. 235-239.

269. Мансфельд А.Д., Владимиров И.А., Волков Г.П. Импульсные ультразвуковые методы обнаружения газовых пузырьков. Труды научной конференции РФФ ННГУ. 2008г.

270. Субочев П.В., Мансфельд А.Д., Беляев Р.В. Многочастотная акустическая термотомография при лазерной гипертермии: физическое моделирование // XXII сессия Российского акустического общества, М., 2010. С. 148-131.

271. Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Агуреев В.А., Трусилло C.B., Карюк В.М. Измерение расхода газа в трубопроводах с помощью накладных датчиков // 20 сессия РАО Сборник докладов. Т.2. С.50-53.

272. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д.,Рейман A.M., Вилков В.А. Акустояркостная термометрия биологических и биоподобных сред // Сборник трудов семинара научной школы С.А.Рыбака « Акустика неоднородных сред». АКИН. М.,2003. С.122-136.

273. Мансфельд А.Д. Волков Г.П., Санин А.Г. Импульсная ультразвуковая спектроскопия газовых пузырьков // Препринт ИПФ РАН № 748, 2007г.

274. Баландин A.B., Мансфельд А.Д., Шишков A.B. Многоканальный акустический термометр // XI Всесоюзная акустическая конференция, Москва, 1991. Секция О. С.40-42.

275. Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине» Троицк, Тезисы доклада, 2008г. С.61-62.

276. Кротов Е.В., Мансфельд А.Д. Исследования возможностей применения акустотермографа корреляционного типа с фокусированной антенной //5-я сессия молодых ученых, г.Н.Новгород, 2000, С. 102.

277. Krotov E.V., Xenophontov S.Yu., Mansfeld A.D., Reyman A.M., Sanin A.G. Experimental study of the potential of multichannel acoustic thermotomography // BIOS 2001 Technical Summary Digest. P. 111. San Jose. 2001.

278. Reyman A.M., Krotov E.V., Mansfeld A.D. Application of the correlation method to the acoustic thermograph with focused antenna // BIOS 2001 Technical Summary Digest, P.l 12. San Jose 2001.

279. Krotov E. V., Xenophontov S. Y., Mansfeld A. D., Reyman A. M., Sanin A. G. Experimental study of the potential of multichannel acoustic thermotomography //Proc. SPIE, V. 4256. 2001. P. 101-108.

280. Reyman A. M.; Krotov E. V.; Mansfeld A D. Application of the correlation method to the acoustic thermograph with focused antenna // Proc. SPIE, V. 4256. 2001. P. 109-118.

281. Krotov E.V., Reyman A.M., Vilkov V.A.,.Mansfeld A.D "Internal temperature mapping of biological objects by an acoustical brightness thermometer with focused antenna" // BIOS 2002 Technical Summary Digest, P. 105, San Jose 2002.

282. Krotov E.V., Vilkov V.A.,.Mansfeld A.D, Reyman A.M. Experimental investigations of heated sources localization by acoustic brightness thermograph with focused antenna // Proc. SPIE, V. 4707, P. 288-293, 2002.

283. Мансфельд А.Д. Рейман A.M., Чичагов П.К. «Ультразвуковые методы диагностики микропузырьков газа в биологических средах» // 1й Всесоюзный биологический съезд. Тезисы доклада T.III, М.1982

284. Мансфельд А.Д., Рейман A.M., «Акустотепловидение» // Симпозиум «Ультразвуковая диагностика в медицине» Н.Новгород 1992, Тезисы доклада. С. 65.

285. Barer A.S., Gnoevaya N.K., Katuntsev V.P, Mansfeld A.D., Nikolaev V.P., Reyman A.M., Skedina M.A. Improvement of gas bubbles monitoring during space suit operations // Proc. of 3rd NASA-STAC Symposium. Hantsvill, 10-13 November, 1997.

286. Аносов А.А., Барабаненков Ю.Н., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский А.С., Лесс Ю.А., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ А.С. Корреляционныеизмерения в акуетотермографии // 4 Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» Москва, ИРЭ РАН. 2010.

287. Волков Т.П., Мансфельд А.Д., Субочев П.В. Исследование самодетектирования акустических импульсов в биологических средах XIV научная школа-конференция // "Нелинейные волны 2008", Тезисы докладов