В работе разработан алгоритм трёхмерной реконструкции акустических параметров среды на основе полноволновой инверсии ультразвуковых данных. Проведён анализ современных методов ультразвуковой томографии с акцентом на её преимущества перед традиционным 2D УЗИ, включая сравнение методов инверсии на отражённых и проходящих волнах (глава 1). Предложена модификация численных схем для трёхмерного случая, учитывающая особенности ультразвукового зондирования (глава 2). Оптимизационные процедуры восстановления скорости звука и плотности среды реализованы с использованием вариационных методов и TV-регуляризации (глава 3). Программная реализация выполнена в MATLAB с применением Parallel Computing Toolbox, библиотек CUDA и OpenMP для ускорения ресурсоёмких расчётов; особое внимание уделено эффективной обработке больших трёхмерных массивов. Тестирование на синтетических моделях с реалистичными шумами подтвердило точность реконструкции для объектов сложной геометрии, включая сравнение 3D и 2D подходов (глава 4). Результаты демонстрируют устойчивость метода к артефактам и его потенциал для задач медицинской визуализации и неразрушающего контроля. Основным ограничением остаётся сложность восстановления объёмных распределений скоростей, что требует дальнейших оптимизаций.