微泡的超聲特性研究及其與生物組織的作用.pdf

1、超聲造影劑微泡是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中十分活躍的領(lǐng)域。在超聲診斷領(lǐng)域中利用微泡的散射特性增強(qiáng)超聲成像效果，以及利用微泡的空化效應(yīng)在超聲治療領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了相當(dāng)廣泛的研究。 本文從空化氣泡的聲致發(fā)光實(shí)驗(yàn)、理論求解和比較帶球殼微泡和空化氣泡的動(dòng)力學(xué)特性，和微泡在單雙頻超聲換能器下的與生物組織的作用效果出發(fā)，研究微泡的超聲特性以及微泡對(duì)生物組織的作用效果。 首先測(cè)量單泡聲致發(fā)光Mie散射信號(hào)，研究空化氣泡的半徑變化，定性了解氣泡的動(dòng)力學(xué)

2、特性，并用理論模擬的氣泡半徑-時(shí)間曲線(xiàn)和實(shí)驗(yàn)中的Mie散射信號(hào)比較。結(jié)果表明單泡聲致發(fā)光的周期與換能器驅(qū)動(dòng)電壓的周期一致，在整個(gè)發(fā)光周期中，氣泡在聲場(chǎng)輻射作用下吸收能量緩慢增大，在達(dá)到一定程度時(shí)在短時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)坍塌減小釋放能量，造成發(fā)光現(xiàn)象的產(chǎn)生。然后從流體的連續(xù)性方程和動(dòng)量守恒方程出發(fā)，推導(dǎo)經(jīng)典的微泡理論模型，并應(yīng)用范德瓦耳斯絕熱方程對(duì)其進(jìn)行修正，分別對(duì)帶球殼微泡和空化氣泡建立模型，模擬它們的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。并在此基礎(chǔ)上，對(duì)兩種微泡的散射特性

3、進(jìn)行了分析與比較，研究了不同驅(qū)動(dòng)聲場(chǎng)頻率和微泡初始平衡半徑對(duì)微泡運(yùn)動(dòng)的影響。結(jié)果表明，帶球殼微泡在散射特性方面較空化氣泡具有優(yōu)勢(shì)，為超聲造影劑微泡的研究和應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。最后通過(guò)離體組織實(shí)驗(yàn)，利用離體豬肝在單雙頻模式相同照射條件下產(chǎn)生的差別，和除氣與非除氣豬肝在雙頻模式下的差別來(lái)探討空化氣泡的作用效果。結(jié)果表明雙頻模式下空化氣泡具有更大的作用效果。然后在血液中加入微泡，通過(guò)觀察單雙頻模式照射下對(duì)血細(xì)胞的損傷來(lái)研究微泡的作用效果。通過(guò)