Применение ультразвука в медицине: Физические основы

Применение ультразвука в медицине: Физические основы: Пер. с англ./Под ред. К. Хилла. — М.: Мир, 1989. — 568 с.

Коллективная монография авторов из Великобритании и США содержит изложение физических основ применения ультразвука в медицине и описание методов визуализации и характеризации биологических тканей, внутренних органов, движущихся сред и структур в организме человека, а также механизмов биологического действия ультразвука.

Для физиков, разрабатывающих новые ультразвуковые методы для применения в медицине и биологии, инженеров, создающих ультразвуковую аппаратуру, а также для медиков и биологов, применяющих эту технику.

Предисловие редакторов перевода
Часть I. Физические основы
ГЛАВА 1. Теоретические основы акустики
1.2. Основные соотношения и определения линейной акустики
1.3. Простейшие виды бегущих волн
1.3.1. ПЛОСКИЕ БЕГУЩИЕ ВОЛНЫ
1.3.2. СФЕРИЧЕСКИЕ БЕГУЩИЕ ВОЛНЫ
1.3.3. ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ СИММЕТРИЯ
1.3.4. СРЕДНЯЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ
1.4. Приближения и модели
1.4.1. МОДЕЛЬ ФАЗИРОВАННОЙ РЕШЕТКИ
1.5. Распределенные гармонические источники и угловой спектр плоских волн
1.5.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВОГО СПЕКТРА ПЛОСКИХ ВОЛН
1.5.2. СРЕДНЯЯ ПО ВРЕМЕНИ МОЩНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ГАРМОНИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА
1.5.3. СВЯЗЬ С ДИАГРАММОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ В ДАЛЬНЕЙ ЗОНЕ
1.6. Нестационарные поля излучения распределенных источников
1.7. Одномерное волновое движение
1.7.2. ОТРАЖЕНИЕ И ПРОХОЖДЕНИЕ ПРИ НОРМАЛЬНОМ ПАДЕНИИ
1.7.3. НАКЛОННОЕ ПАДЕНИЕ
1.7.4. ПРОХОЖДЕНИЕ ЧЕРЕЗ ПЛАСТИНКУ (НОРМАЛЬНОЕ ПАДЕНИЕ)
1.8. Нелинейные эффекты в жидких средах без потерь
ГЛАВА 2. Генерация акустических полей и их структура
2.2. Пьезоэлектрические преобразователи
2.3. Импульсные акустические поля
2.4. Фокусированные поля
2.4.1. ПРИМЕНЕНИЕ ЛИНЗ
2.4.2. ПОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ КРАЕВЫХ ВОЛН И АКСИКОНОВ
2.5. Формирование пучков с помощью решеток преобразователей
2.6. Акустическое поле гибридной системы «Торонто»
2.7. Генерация акустических полей для терапии
2.8. Заключение
ГЛАВА 3. Прием и измерение ультразвука
3.2. Пьезоэлектрические устройства
3.2.1. КАЛИБРОВКА ГИДРОФОНА МЕТОДОМ ВЗАИМНОСТИ
3.2.2. МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ В ТОЧКЕ
3.3. Детекторы смещения
3.4. Измерения радиационного давления
3.4.1. ИЗМЕРЕНИЯ С БОЛЬШОЙ МИШЕНЬЮ
3.4.2. ИЗМЕРЕНИЯ С МАЛОЙ МИШЕНЬЮ
3.5. Калориметрия
3.6. Методы оптической дифракции
3.7. Другие методы приема и измерения звука
3.8. Измерение биологически эффективных экспозиций и доз
ГЛАВА 4. Затухание и поглощение ультразвука
4.2. Сечения взаимодействия ультразвуковой волны с биологической тканью
4.3. Анализ механизмов поглощения продольных ультразвуковых волн
4.3.2. ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА КВАЗИТВЕРДЫХ СРЕД
4.3.3. НЕОДНОРОДНЫЕ СРЕДЫ
4.3.5. ЗАВИСИМОСТЬ ЗАТУХАНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
4.3.6. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО ДАВЛЕНИЯ
4.3.7. ВЗАИМОСВЯЗЬ ЯВЛЕНИЙ ПОГЛОЩЕНИЯ, ДИСПЕРСИИ, ЗАТУХАНИЯ И РАССЕЯНИЯ ЗВУКА
4.3.8. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ
4.3.9. ВЛИЯНИЕ КАВИТАЦИИ
4.4. Измерение коэффициентов затухания и поглощения в биологических тканях
4.4.1.1. Поглощение звука в биологических тканях
4.4.1.2. Затухание в биологических тканях
4.4.1.3. Измерения in vivo
4.4.2. ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С АРТЕФАКТАМИ И ПОГРЕШНОСТЯМИ ИЗМЕРЕНИЙ
4.4.2.3. Влияние неоднородностей
4.4.2.4. Контрольные измерения на стандартных материалах
4.4.2.5. Влияние условий измерений
4.5. Обзор литературных данных о коэффициентах затухания и поглощения
4.5.1.1. Внутримолекулярное поглощение
4.5.1.2. Межмолекулярное поглощение
4.5.2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТКАНИ
4.5.2.2. Вклад рассеяния в затухание звука
4.5.2.3. Вклад структурных неоднородностей в поглощение
4.5.2.4. Частотная зависимость
4.5.2.5. Температурная зависимость
4.5.2.6. Влияние структурных компонентов ткани
4.6. Заключение
ГЛАВА 5. Скорость звука
5.2.1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
5.2.1.3. Акустическая микроскопия
5.2.1.4. Измерения in vivo
5.2.2. ПРОБЛЕМЫ, АРТЕФАКТЫ И ПОГРЕШНОСТИ
5.2.2.2. Влияние неоднородностей на время прихода сигнала
5.2.2.3. Испытания на стандартных материалах
5.2.2.4. Влияние условий измерения
5.3. Анализ опубликованных данных о скорости звука
5.3.2. ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ ЗВУКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ
5.3.3. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ТКАНИ
5.4. Заключение
ГЛАВА 6. Отражение и рассеяние ультразвука
6.2. Основы теории рассеяния
6.2.2. СЕЧЕНИЕ РАССЕЯНИЯ
6.2.3. РЕШЕНИЕ ДЛЯ ОДИНОЧНОГО ПРЕПЯТСТВИЯ
6.2.4. ДИФРАКЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ДЛЯ СОВОКУПНОСТИ РАССЕИВАТЕЛЕЙ
6.3. Рассеяние в случайно-неоднородных средах
6.4. Экспериментальное исследование рассеяния
6.4.2. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ПОЛНЫМ СЕЧЕНИЕМ РАССЕЯНИЯ И ЗАТУХАНИЕМ
6.4.3. ЗАВИСИМОСТЬ СЕЧЕНИЯ РАССЕЯНИЯ ОТ ЧАСТОТЫ
6.4.4. УГЛОВАЯ ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАССЕЯНИЯ
6.4.5. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ ТКАНЕЙ
6.5. Рассеяние импульсных сигналов
6.5.2. СВОЙСТВА ИЗОБРАЖЕНИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ ПРИ В-СКАНИРОВАНИИ
6.5.3. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ЭХО-СИГНАЛОВ
6.6. Импедиография
6.7. Заключение
Часть II. Методы визуализации и исследования
ГЛАВА 7. Визуализация в медицине
7.2. Количественные описания при получении и восприятии изображения
7.2.2. МЕРЫ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
7.3. Характеристики зрительного восприятия человека
7.3.1. ОСТРОТА ЗРЕНИЯ И ВОСПРИЯТИЕ ЯРКОСТНОГО КОНТРАСТА
7.3.2. ФАКТОР ВРЕМЕНИ В ЗРИТЕЛЬНОМ ВОСПРИЯТИИ
7.4. Место ультразвука в медицинской визуализации
7.5. Систематика интерпретации изображений
ГЛАВА 8. Эхо-импульсные методы визуализации и измерений
8.2. Режимы представления эхо-импульсной информации
8.3. Передаточная функция
8.4. Сложное сканирование и некогерентность изображения
8.5. Влияние среды распространения
8.6. Обработка сигнала
8.7. Ограничение скорости сканирования и частоты кадров
8.8. Испытания и оценка характеристик систем
8.9. Области применения эхо-импульсных методов
8.9.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ
8.9.4. ПРИПОВЕРХНОСТНЫЕ И НАРУЖНЫЕ ОРГАНЫ
8.9.5. КАРДИОЛОГИЯ
8.9.6. НЕВРОЛОГИЯ
8.10. Заключение
ГЛАВА 9. Прочие методы визуализации
9.2. Двумерная регистрация акустического изображения
9.3. Трансмиссионная визуализация
9.4. Трансмиссионная реконструктивная визуализация полей затухания и скорости звука
9.5. Визуализация в режиме обратного рассеяния с реконструкцией по двум параметрам
9.6. Акустическая голография
9.7. Акустическая микроскопия
ГЛАВА 10. Телегистология
10.2. Использование объемных характеристик исследуемой ткани
10.3. Использование признаков эхограммы
10.4. Использование характеристик рассеяния на тканях
10.4.2. ОРИЕНТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ
10.5. Использование параметров движения тканей
10.6. Заключение
ГЛАВА 11. Доплеровские методы
11.2. Эффект Доплера
11.3. Доплеровский прибор непрерывного излучения
11.4. Импульсно-доплеровский измеритель скорости кровотока
11.5. Анализ спектра доплеровского сигнала
11.5.2. СПЕКТР ИМПУЛЬСНО-ДОПЛЕРОВСКОГО СИГНАЛА
11.5.3. ФОРМА СПЕКТРА ДОПЛЕРОВСКОГО СИГНАЛА
11.6. Средняя скорость
11.7. Пульсирующий поток
11.8. Ограничения теории
Часть III. Биофизика ультразвуковых эффектов и их применение
12.1. Тепловые механизмы
12.1.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ
12.2. Кавитация
12.2.3. ПОРОГ КАВИТАЦИИ
12.2.4. КОНТРОЛЬ КАВИТАЦИИ
12.2.4.3. Сонолюминесценция
12.2.4.4. Звукохимия
12.2.4.5. Методы прямого наблюдения
12.2.4.6. Сравнение различных методов контроля кавитации
12.2.5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ИЗМЕРЕННЫЕ ПОРОГИ КАВИТАЦИИ
12.3. Радиационное давление, акустические течения и другие нетепловые механизмы
12.3.2. АКУСТИЧЕСКИЕ ТЕЧЕНИЯ
12.3.3. СДВИГОВЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
12.3.4. АКУСТИЧЕСКИЕ МИКРОПОТОКИ ВОКРУГ ПУЗЫРЬКА
12.3.5. ДРУГИЕ НЕТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ
12.3.6. СИЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТИЦ
12.3.7. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
12.4. Некавитационные источники сдвиговых напряжений
12.5. Наблюдения эффектов нетепловой природы в структурированных тканях
12.5.2. ТКАНИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
12.6. Выводы
ГЛАВА 13. Применение ультразвука в терапии и хирургии
13.2. Физиологические основы ультразвуковой терапии
13.2.2. НЕТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ
13.3. Физиотерапия
13.3.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКА В ФИЗИОТЕРАПИИ
13.4. Хирургия
13.4.1. ХИРУРГИЯ С ПОМОЩЬЮ ФОКУСИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКА
13.4.2. БОЛЕЗНЬ МЕНЬЕРА
13.4.3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ХИРУРГИЯ
13.4.4. СТОМАТОЛОГИЯ
13.5. Ультразвук при лечении рака
ГЛАВА 14. Оценка безопасности применения ультразвука в медицине
14.3. Исследования на изолированных клетках
14.4. Исследования на многоклеточных организмах
14.4.4. УЛЬТРАЗВУК В ОНКОЛОГИИ
14.5. Исследования эмбрионов человека
14.6. Краткие рекомендации и указания по режимам облучения
14.7. Заключение

Применение ультразвука в медицине: Физические основы

Оглавление