Аналитическое моделирование эластографии молочной железы

Целью исследования - разработать аналитический метод, основанный на микромеханике, для определения местоположения, размера и модуля упругости опухолевой массы, внедренной в симметричную двумерную ткань молочной железы, и получить замкнутое решение для эластограмм деформации. Методы изменения эластичности тканей обычно коррелируют с патологическими явлениями. Многие виды рака, такие как скиррозная карцинома молочной железы, появляются в виде чрезвычайно твердых узелков, которые являются результатом повышенной плотности стромы. Другие заболевания включают отложения, которые увеличивают или уменьшают эластичность тканей. Сложные заполненные жидкостью кисты могут быть невидимы при стандартном ультразвуковом исследовании, но при этом быть гораздо мягче встраиваемой ткани. Модули упругости опухолей изменяются в процессе их патологической эволюции. Эластографическая визуализация обладает потенциалом для выявления и характеристики раковых заболеваний путем картирования распределения жесткости в тканях. В работе разработана модель молочной железы в виде двумерного слоя единичной толщины с круглой опухолью, с учетом граничных условий. Получены локальные упругие отклики при приложении акустического поля. Результаты. Чтобы оценить возможности определения количественных значений упругих модулей среды, нами предложена модель процесса деформации неоднородности в условиях ультразвуковой статической эластографии и исследовано влияние упругих модулей, деформации неоднородности в направлении приложенного давления. Заключение. Разработанная методика позволила получить аналитическое решение для поля деформаций и напряжений двумерных моделей молочных желез, содержащих неоднородности. Модель позволяет использовать разработанную методику для построения медицинских эластографических аппаратов и проведения исследований в области эластографии.

The purpose of the research is to develop a method for assessing the level of nonspecific protection of the body. The purpose of the research. To develop an analytical method based on micromechanics to determine the location, size and modulus of elasticity of a tumor mass embedded in symmetrical double-dimensional breast tissue and obtain a closed solution for deformation elastograms. Methods. Changes in tissue elasticity usually correlate with pathological phenomena. Many cancers, such as scirrhous carcinoma of the breast, appear as extremely hard nodules that result from increased stromal density. Other diseases include deposits that increase or decrease tissue elasticity. Complex fluid-filled cysts may not be visible on standard ultrasound, but may be much softer than the embedded tissue. The elastic moduli of tumors change during their pathological evolution. Elastographic imaging has the potential to detect and characterize cancers by mapping tissue stiffness distribution. The work developed a model of the mammary gland in the form of a two-dimensional layer of unit thickness with a round tumor, taking into account boundary conditions. Local elastic responses were obtained when an acoustic field was applied. Results. To evaluate the possibilities of determining the quantitative values of the elastic modules of the medium, we proposed a model of the process of deformation of heterogeneity under the conditions of ultrasonic static elastography and investigated the influence of elastic moduli and deformation of heterogeneity in the direction of applied pressure. Conclusion. The developed technique made it possible to obtain an analytical solution for the field of deformations and stresses of two-dimensional models of mammary glands containing inhomogeneities. The model makes it possible to use the developed methodology for constructing medical elastographic devices and conducting research in the field of elastography.