Diagnostic Visualization of Changes in Biological Tissues by Ultrasound method Based on Doppler Effect

Abstract

Вивчені фізичні процеси впливу ультразвукових хвиль на біологічні тканини. Показано, що відбиття і поглинання ультразвуку тканинами залежить від їх структури, властивостей і частоти ультразвукових коливань. Коефіцієнт поглинання ультразвуку суттєво змінюється при зміні структури і стану тканини в зв'язку з розвитком в ній патологічного процесу. Ультразвук при терапевтичному впливі на тканину викликає механічний, тепловий і фізико-хімічний ефекти, співвідношення між якими залежить від інтенсивності дії та зовнішніх умов. Встановлено, що сильне поглинання ультразвуку спостерігається на межі тканин, які мають різні акустичні властивості. Розглянуто механізми впливу ультразвукових хвиль на м'які біологічні тканини. На основі сонограм, отриманих в ультразвукових апаратах з використанням ефекту Допплера, проведена оцінка швидкості кровотоку в доброякісних пухлинах. Отримано, що швидкість кровотоку в доброякісних новоутвореннях грудної залози має величину від 0,6 до 0,3 см/с (мінімальне значення) та від 3,0 до 10,6 см/с (максимальне значення). Доведено, що метод кольорового допплерівського картування в діагностиці новоутворень дає повністю достовірний результат у випадку кіст та малодостовірний результат при склерозуючому аденозі.

Physical processes of ultrasonic waves influence on biological tissues are studied. It is shown that the reflection and absorption of ultrasound by tissues depend on their structure, properties and frequency of ultrasonic waves. The absorption coefficient of ultrasound changes significantly when the structure and condition of the tissue change due to the development of a pathological process in it. Ultrasound with therapeutic effect on the tissue causes mechanical, thermal and physicochemical effects, the relationship between which depends on the intensity of action and external conditions. It is found that strong absorption of ultrasound is observed at the tissue boundaries that have different acoustic properties. The mechanisms of ultrasonic waves influence on soft biological tissues are considered. Based on sonograms obtained in ultrasound devices using the Doppler effect, the assessment of blood flow velocity in benign tumors is performed. It is obtained that the blood flow velocity in benign breast tumors has a value from 0.6 to 0.3 cm/s (minimum value) and from 3.0 to 10.6 cm/s (maximum value). It is proved that the method of color Doppler mapping in the diagnosis of tumors gives a completely reliable result in the case of cysts and an unreliable result in sclerosing adenosis.