17 апреля 2025 года состоялся вебинар Международного общества терапевтического ультразвука ISTU, на котором сотрудница LIMU состоялся Алиса Крохмаль выступила с докладом о своей научной работе «Сравнительное исследование экспериментального и численного распространения ультразвукового пучка через кости черепа». Вебинар был посвящен специальной сессии «Перспективные ученые в области терапевтического ультразвука» и освещал актуальные проблемы и достижения в области нейромодуляции.
Доклад был основан на недавно вышедшей публикации в журнале Physics in Medicine and Biology (Q1, IF 3.3) в соавторстве с коллегами из Университетского Колледжа Лондона и посвящен вопросам точности численного моделирования прохождения ультразвукового пучка через кости черепа. В работе анализировались основные факторы, влияющие на точность компьютерного моделирования.
Во-первых, на величину амплитуды звукового давления в фокусе основополагающим образом влияет задаваемый коэффициент затухания в черепе. В настоящий момент нет единого широко используемого способа конвертации изображения компьютерной томографии (КТ) черепа в коэффициент затухания, а использование табличных значений, единых для черепов разной структуры и плотности, приводит к ошибкам в амплитуде в среднем порядка 15%, а в частных случаях – до 60%.
Во-вторых, способ задания излучателя в численной модели влияет на точность позиционирования фокуса. Если источник задается из измеренной экспериментально голограммы, то важно проконтролировать, что плоскость поверхности излучателя и плоскость измерения голограммы были строго параллельны, а в случае отклонения на небольшой угол, важно его скомпенсировать. Если такая компенсация не была проведена, то возможно отклонение положения фокуса на несколько миллиметров.
В-третьих, на размер и положение фокального пятна влияют поверхностные упругие волны, которые неизбежно возбуждаются в черепе. Если угол падения звукового пучка слишком большой, то значительная часть падающей ультразвуковой волны переходит в упругую, и в таком случае использование в расчетах жидкой модели черепа становится недостаточным.
И наконец, одним из ограничений расчетного комплекса k-Wave, часто используемого для моделирования прохождения ультразвука через череп, является невозможность задания отражающих условий на источнике, тогда как в реальности между поверхностью черепа и излучателем возникают переотражения, которые важно учитывать в случае излучения в режиме непрерывной волны.
Запись вебинара доступна по ссылке с сайта ISTU и на нашем сайте.