ST68等微氣泡非線(xiàn)性特性的研究.pdf

1、超聲微氣泡造影劑一般是指直徑在1-10μm的包膜氣泡，通常由脂質(zhì)體、白蛋白以及高分子等材料包裹氣體形成。超聲造影劑在臨床中有著廣泛的應(yīng)用，包括超聲波心動(dòng)描記術(shù)、局部肝臟損傷的檢測(cè)、腎臟血流的定量檢測(cè)、以及腫瘤的檢測(cè)等，成為近來(lái)醫(yī)學(xué)超聲領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。微氣泡的散射特性直接影響微氣泡的超聲顯影效果，而影響散射信號(hào)的因素有很多。大量研究報(bào)道了微氣泡在多種條件下不同微氣泡的振動(dòng)特性，包括不同微氣泡尺寸，微氣泡溶液不同濃度，微氣泡不同的膜材，

2、微氣泡包裹不同性質(zhì)氣體，不同的激勵(lì)信號(hào)(聲壓、頻率、波形)和不同的環(huán)境壓以及在不同粘彈性的環(huán)境液體中。利用微氣泡的非線(xiàn)性特性有許多實(shí)際應(yīng)用：利用次諧波對(duì)環(huán)境壓的敏感性可以進(jìn)行無(wú)創(chuàng)局部血壓的測(cè)量；而微氣泡在不同粘彈液體中散射信號(hào)的差異可以反映出該液體的性質(zhì)；微氣泡還可以與超晶格耦合組成超聲二極管對(duì)超聲進(jìn)行整流等。鑒于微氣泡非線(xiàn)性有著如此重要意義和應(yīng)用，本論文正是圍繞這一中心對(duì)兩種膜材-聚合物和表面活性劑微氣泡的非線(xiàn)性特性進(jìn)行了較為詳細(xì)的研

3、究。
　　本文主要進(jìn)行了以下工作：(1)在對(duì)Church-Hoff方程非線(xiàn)性微分方程求解的基礎(chǔ)上，研究了膜殼具有一定厚度的微氣泡膜殼粘彈特性對(duì)微氣泡徑向振動(dòng)和非線(xiàn)性振動(dòng)的影響，在某些粘彈性參數(shù)微氣泡具有非常顯著的非線(xiàn)性特性，以期在微氣泡制備中對(duì)膜材的選擇做出一定指導(dǎo)。(2)搭建了主要由以下設(shè)備組成的聲散射測(cè)量系統(tǒng)：任意波形發(fā)生器，功率放大器，單振元水浸超聲探頭，水聽(tīng)器，前置放大器，數(shù)字示波器，超聲體模模塊。并用MATLAB軟件編寫(xiě)

4、程序處理采集得到的信號(hào)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。(3)制備以司班60和吐溫80為膜材包裹氮?dú)獾谋砻婊钚詣┪馀荨Ｔ趯?duì)微氣泡的形貌、粒徑有了比較直觀(guān)的認(rèn)識(shí)之后，用實(shí)驗(yàn)室已有的B超顯影系統(tǒng)對(duì)其顯影性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。利用聲散射測(cè)量系統(tǒng)在不同聲壓激勵(lì)下研究了微氣泡非線(xiàn)性特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)次諧波在0-100kPa為生長(zhǎng)期，增長(zhǎng)非常迅速使得信噪比提高因而有利于次諧波成像；超諧波在0-300kPa為超諧波也有生長(zhǎng)期而有利于超諧波成像。(4)在頻率為2.25MHz的超

5、聲作用下，對(duì)比研究三種聚合物微氣泡：表面接載磁性納米顆粒、包裹磁性納米顆粒和空白聚合物微氣泡的聲散射特性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明三種微氣泡都具有顯著的非線(xiàn)性特性，表面裝載納米顆粒微氣泡散射信號(hào)稍強(qiáng)于包裹納米顆粒微氣泡，而包裹納米顆粒微氣泡又略強(qiáng)于空白微氣泡。為此對(duì)這三種微氣泡膜殼粘彈參數(shù)進(jìn)行了理論估計(jì)，它們的剪切粘度值相差不大，表面接載納米顆粒微氣泡剪切模量大于包裹磁性納米顆粒微氣泡大于空白微氣泡。論文還對(duì)表面接載不同濃度磁性納米粒子的非線(xiàn)性特性