Введение
ГЛАВА 1. Терапевтические применения мощного фокусированного ультразвука 16
ГЛАВА 2. Особенности численного моделирования и измерения дифрагирующих акустических волн с ударными фронтами 27
2.1. Введение 27
2.2. Сравнение численных схем при моделировании плоских волн конечной амплитуды 31
2.2.1. Спектральный алгоритм {схема Рунге-Кутта) 34
2.2.2. Временной подход {схема Годунова) 38
2.3. Особенности моделирования нелинейных сильно фокусированных акустических волн с ударным фронтом 45
2.4. Влияние ограниченной полосы пропускания гидрофона на точность измерения параметров акустической волны в режиме развитых разрывов 51
2.4.1. Схема экспериментальной установки 52
2.4.2. Численные и экспериментальные результаты 53
2.5. Выводы главы 2 56
ГЛАВА 3. Фокусировка мощных ультразвуковых пучков в воде и предельные значения параметров разрывных волн 57
3.1. Описание нелинейных фокусированных акустических полей. Обзор литературы 57
3.2. Нелинейное изменение коэффициентов концентрации параметров поля и предельные значения параметров разрывных волн при фокусировке 67
3.3. Сравнение результатов численного моделирования и эксперимента 73
3.4. Пространственное распределение параметров акустического поля 75
3.5. Влияние аподизации поля на излучателе на проявление нелинейных эффектов 82
3.6. Выводы главы 3 86
ГЛАВА 4. Метод определения параметров акустического поля в биологической ткани 88
4.1. Существующие методы расчета акустического поля в биологической ткани. Обзор литературы 88
4.2. Метод определения параметров акустического поля в биологической ткани с учетом нелинейных эффектов 91
4.3. Численная и экспериментальная проверка метода 93
4.3.1. Результаты численного моделирования 93
4.3.2. Сравнение с экспериментальными данными 99
4.3.3. Возможность дирейтинга мощности тепловыделения 103
4.4. Выводы главы 4 107
ГЛАВА 5. Эффект локального сверхбыстрого кипения в ткани при воздействии фокусированным пучком разрывных волн 108
5.1. Введение 108
5.2. Теоретическая модель для описания процесса нагрева биологической ткани 111
5.2.1. Численная нелинейная модель 111
5.2.2. Аналитические оценки нагрева среды и времени до начала кипения 112
5.3. Численная и экспериментальная оценка времени до начала кипения в образце при облучении мощным фокусированным ультразвуком 116
5.3.1. Результаты для гелевого фантома ткани 116
5.3.2. Результаты для биологической ткани (ex vivo печени) 124
5.4. Выводы главы 5 126
Заключение 128
Благодарности 130
Список литературы 131
