Корреляционные функции и спектры мощности сигналов доплеровского отклика в ультразвуковых медицинcких приложениях

Abstract

В работе в рамках континуальной модели рассеивающих неоднородностей получены выражения для корреляционных функций и спектров доплеровского отклика мягких тканей и линий тока крови с учетом влияния различных физических факторов. Для доплеровского метода исследования потоков крови, широко применяемого в кардиологии, исследовано влияние величины радиуса корреляции неоднородностей и процессов диффузии на спектры, формируемые стационарными потоками. Показано, что увеличение радиуса корреляции неоднородностей и учёт их диффузии приводит к дополнительному уширению доплеровского спектра. Исследован случай нестационарного движения крови, характерного для систолической фазы сердечного цикла, и установлены условия формирования доплеровских спектров. Для метода виброэластографии, который может быть использован для диагностики злокачественных новообразований в мягких тканях, получены аналитические выражения для корреляционных функций и доплеровских спектров. Исходя из особенностей полученных доплеровских спектров показана возможность дифференциации мягких тканей по величине амплитуды вынужденных колебаний. Полученные результаты позволяют делать выводы о влиянии различных физических процессов и характеристик биологических тканей на доплеровские спектры и повысить, таким образом, эффективность проведения медицинских исследований.