Nonlinear acoustic beam propagation modeling in dissipative media

Résumé

La simulation précise d'un faisceau d'ultrasons intensive nécessite de prendre des effets de propagation non-linéaire en compte. Un exemple notable dans le domaine d'ultrasons biomédicale où l'effet de la non-linéarité peut jouer un rôle important est des ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) comme un modalité de traitement fondées sur l'énergie non-invasive. Dans ce travail, un modèle numérique 3D pour simuler la propagation non-linéaire des ultrasons à ondes continues dans un milieu dissipatif et homogène similaire au tissue est présenté. Le modèle met en œuvre une méthode de deuxième ordre d'opérateur dans lequel les effets de diffraction, la non-linéarité et de l'atténuation sont propagées de façon additive. Le modèle utilise une méthode arbitraire de définition de source géométrie 3D et un régime de propagation non-axisymétriques, ce qui conduit à une solution 3D au domaine d'ultrasons non-linéaire qui en résulte. Ce travail s'appuie sur des méthodes développées par Tavakkoli et al. (1998) et Zemp et al. (2003) qui offre un moyen efficace de calculer le champ non-linéaire des ondes ultrasons continue. Le modèle proposé est un outil particulièrement utile dans l'exercice des simulations numérique des faisceaux ultrasonores focalisés de haute intensité dans les tissus où les effets de la non-linéarité, de diffraction et d'atténuation sont importantes. Le modèle a été validé par des comparaisons avec d'autres établis linéaires et non-linéaires des modèles numériques ainsi que les données expérimentales publiées.