<< Медицинская ультразвуковая томография


Восстановление картины распределения вектора скорости кровотока в процессе акустического томографирования

В группе разработаны аддитивно-корреляционный и мультипликативно-корреляционный методы решения задачи томографического восстановления картины распределения полного вектора скорости кровотока с помощью ультразвука на относительно низких частотах 1-2МГц, обеспечивающих достаточную глубину проникновения. При восстановлении векторной картины используется пространственно-корреляционная информация большого объема в тесной связи с процессом построения томографического изображения всего органа в целом. При этом применяется взаимная пространственная корреляция промежуточных изображений, за счет чего становится возможной оценка вектора скорости кровотока независимо от величины реального перемещения крови за полное время измерений. Получены результаты численного моделирования для постоянного и переменного распределений вектора скорости кровотока в поперечных сечениях кровеносных сосудов:

  1. В.А. Буров, О.В. Матвеев, Е.В. Нестерова, О.Д. Румянцева. Восстановление картины распределения вектора скорости кровотока в процессе акустического томографирования // Акустич. журн. 2006. Т.52. №5. С.607-623.
  2. Burov V.A., Matveev O.V., Evtukhov S.N., Rumyantseva O.D. Reconstruction of spatial distribution of bloodstream vector in ultrasound linear and nonlinear tomographs // PSFVIP-8: The 8th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing. Ed. I.A.Znamenskaya. Moscow: Moscow State University, 2011. PSFVIP8-006.

Рис.5. С помощью акустической томографии определяются патологии картины течения крови, возникающие, например, за счет атероскротических бляшек или новообразований мягких тканей. Результат модельного восстановления аддитивно-корреляционным методом вектора скорости, неравномерно распределенного в поперечных сечениях разветвленного сосуда:
- модель кровеносного сосуда (а);
- модуль результата аддитивного накопления сфазированных разностных сигналов (б);
- оценка модуля вектора скорости кровотока (в) и восстановленное векторное поле скорости (г).

Кроме того, предлагаются два метода восстановления вектора скорости кровотока по данным томографирования акустического нелинейного параметра. Экспериментальные данные измеряются с помощью схемы томографирования нелинейного параметра, использующей широкополосные кодированные сигналы при малом количестве преобразователей: см. раздел Акустическая томография нелинейного параметра с помощью малого числа преобразователей. В первом методе для обработки данных используется селективная согласованная фильтрация в сочетании с пространственной корреляцией фрагментов спекл-структуры, возникающей при восстановлении пространственного распределения нелинейного параметра. Второй метод использует определение доплеровского сдвига комбинационной частоты путем спектрального анализа комбинационного сигнала, совместно с процедурой селекции движущихся рассеивателей. Выполненное численное моделирование и проведенный физический эксперимент подтверждают работоспособность предлагаемых методов:

  1. В.А. Буров, С.Н. Евтухов, О.В. Матвеев, О.Д. Румянцева. Восстановление вектора скорости кровотока в процессе томографирования акустического нелинейного параметра // Известия Российской Академии Наук. Серия Физическая. 2006. Т.70. №12. С.1694-1699.
  2. В.А. Буров, С.Н. Евтухов, О.Д.Румянцева. Восстановление картины кровотока в процессе томографирования акустического нелинейного параметра. Численное и физическое моделирование // Акустич. журн. 2008. Т.54. №5 С.712-724.
  3. В.А. Буров, О.В. Матвеев, О.Д. Румянцева. Пространственно-корреляционный метод восстановления вектора скорости кровотока в нелинейной томографии // Акустич. журн. 2010. Т.56. №2. С.268-276.