4.5. Обзор литературных данных о коэффициентах затухания и поглощения

Анализу акустических характеристик биологических тканей посвящены прекрасные обзорные работы Карстенсена [30], Данна и др. [53], Данна и О’Брайена [56], Джонстона и др. [107], Уэллса [203]. По опубликованным данным составили сводные таблицы акустических параметров различных органов и тканей Чиверс и Парри [35], Голдман и Хьютер [81], Госс и др. [87, 88]. Мы не будем здесь подробно воспроизводить имеющийся обширный материал, хотя на нем и строится весь настоящий раздел. Основное внимание мы уделим тем вопросам, которые не рассматривались или были неправильно истолкованы в оригинальных обзорах. Кроме того, мы остановимся на новых данных, которые были получены за последнее время. Частично эти данные уже приводились в разд. 4.4.2.5. При знакомстве с настоящей главой для удобства сравнения результатов мы рекомендуем читателю обращаться к рис. 4.10.

4.5.1. БИОЛОГИЧЕСКИ «ПРОСТЫЕ» СРЕДЫ

По-видимому, Хьютер [104] был первым, кто указал на существование взаимосвязи между коэффициентом затухания звука и сложностью структуры биологических сред. К «простым» по своей структуре средам можно отнести воду и биологические молекулы

(кликните для просмотра скана)

в водном растворе или суспензии. Исследование водных растворов макромолекул шло достаточно интенсивно. Интерес к этим средам объяснялся предполагаемой ведущей ролью механизмов молекулярной релаксации в затухании ультразвука в биологических тканях. В частности, Паули и Шван [177] на основе измерений затухания звука в цельной печени и ее гомогенате, состоящем из субклеточных компонентов печени, убедительно доказали, что основной вклад в затухание вносит поглощение на макромолекулярном уровне.

Некоторые свойства воды обсуждались в разделе 4.3.5, где рассматривалась модель структурной релаксации молекул воды с двумя устойчивыми состояниями. Такая модель была предложена Холлом [53, 92]. Процесс перестройки из одного состояния в другое характеризуется, по-видимому, постоянной времени, равной приблизительно . В результате поглощение на частоте около 1 МГц оказывается пропорциональным однако значение (равное при температуре 37 °С) превышает расчетное значение этого параметра, полученное с учетом только классических механизмов.