Ultrasonic Method of Blood Flow Velocity Determination: Physical Bases and Vector Visualization

Abstract

У роботі вивчені механізми впливу ультразвукових хвиль на біологічні тканини з точки зору візуалізації патологічних процесів в них та оцінці швидкості кровоплину на основі ефекту Допплера. Установлено, 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 фізикохімічний ефекти, співвідношення між якими залежить від інтенсивності дії та зовнішніх умов. На основі сонограм, отриманих в ультразвукових апаратах з використанням ефекту Допплера, проведена оцінка швидкості кровоплину в судинах різних органів та доброякісних пухлинах. Показано, що у великих судинах швидкість еритроцитів різна залежно від їх розташування відносно центральної осі. Ультразвукова хвиля відбивається від різних еритроцитів, тобто допплерівське зміщення - це інтервал частот. Даний метод дозволяє зробити доволі точну оцінку середньої лінійної швидкості кровоплину.

In the work, the mechanisms of the influence of ultrasound waves on biological tissues from the point of view of visualization of pathological processes in them and blood flow speed estimation of based on the Doppler effect were studied. It was established that the reflection and absorption of ultrasound by tissues depends on their structure, properties, and frequency of ultrasonic oscillations. The ultrasound absorption coefficient changes significantly when the structure and state of the tissue changes due to the development of a pathological process in it. Ultrasound in the therapeutic effect on tissue causes mechanical, thermal and physical and chemical effects, the ratio between which depends on the intensity of action and external conditions. On the basis of sonograms obtained in ultrasound devices using the Doppler effect, an assessment of the blood flow rate in the vessels of various organs and benign tumors was carried out. It is shown that in large vessels, the speed of erythrocytes varies depending on their location relative to the central axis. The ultrasound wave is reflected from different erythrocytes, so the Doppler shift is a frequency interval. This method allows you to quantitatively measure the average linear speed of blood flow.