超声微泡造影剂的低频动力学行为

低频超声联合微泡造影剂有可能用于治疗肿瘤,因此开展造影剂低频的动力学特性研究是十分重要的。将低频声场(26.2kHz)中有壳和无壳的微泡造影剂视为以流体为负载的非线性振子,由带耗散函数的拉格朗日方程导出在不可压缩的粘滞流体中造影剂球对称振动的运动方程,利用球谐振腔和Mie散射技术对CO2微泡和带人白蛋白壳的全氟丙烷造影剂微泡进行了气泡散射光强I(t)曲线的实验测定,结果与数值模拟曲线相一致。表明:有壳和无壳的造影剂微泡在低频稳态空化时同样呈现大幅膨胀、迅速塌缩和回弹的非线性振荡;如处于内径较小的微血管中,微泡周期性大幅度(>血管内径)膨胀收缩将会引起血管轴向破裂,形成微血管栓塞;而在塌缩相,微泡内的气体被急剧压缩,泡内压强急剧增大,易在泡壁不稳定处形成高速微射流,诱发内皮细胞损伤而形成血栓。     

气泡大振幅振动与声空化核聚变

气泡的大振幅振动是一个良好的储能器,它可以使泡内的能量密度提高十多个数量级.试验表明,当它被压缩到最小体积附近时,人们观察到发光甚至产生核聚变的可能.为了对上述现象进行探索,我们考虑一个水中气泡,泡内充以氘代丙酮蒸汽.从文献[1]气泡振动方程出发,假设泡内气体服从van der Wasrs方程,泡外液体服从Tait方程,在几个推动压力和环境压力的情况下,求它的数值解,结果表明,在接近气泡的最小体积前,气泡表面的马赫数升高很快.根据数值解估计了振动的瞬时能量.     

带球壳微泡和空化气泡的超声特性研究

在临床应用中,微泡在低频超声作用下能比较成功地导致微血管的栓塞,从而切断对肿瘤的供血来达到杀灭肿瘤的目的,而通过实验的手段来获得其微泡的超声散射特性十分困难。根据经典的微泡模型,应用范德瓦耳斯绝热方程来进行修正,分别对带球壳微泡和空化气泡建立模型,模拟其运动过程,并对两种微泡的散射特性进行了分析与比较,研究了不同驱动声场的频率和微泡初始平衡半径对微泡运动的影响。结果表明,带球壳微泡在微泡初始平衡半径大于2.2μm时较空化气泡有较好的散射特性,其最大散射压力和散射截面随着频率的增大而减小,带球壳微泡在散射特性方面的优势使其能更有效地进行超声治疗和成像,为超声造影剂等微泡的研究和应用提供了理论指导。     

声二极管中声传播模型研究

提出一种数值计算模型以描述声子晶体和包膜气泡群构成的声二极管中声传播。声子晶体中的声传播基于有限差分的方法数值求解,而微气泡中的非线性声传播采用非线性声波方程耦合微气泡振动方程求解。数值模拟的结果与已报道的实验结果相符合,证明了数值模型的有效性。在此基础上进一步讨论了包膜气泡参数改变对声二极管整流比的影响。     

超声造影剂微泡非线性声学特性的数值仿真

以空气泡为例,采用描述气泡半径运动的Rayleigh-Plesset方程,对其在高频声压辐照下的非线性振荡,散射声场和散射截面进行理论和数值研究,为获取更清晰的图像提供理论依据。结果表明:激励声压的频率在微泡的固有谐振频率附近时,可以产生强的二次谐波散射声压。同时,提高入射声强可以增大二次谐波散射截面,但不能改变基波散射截面。     

共振态气泡浓度和尺寸分布与声压谱的关系

文章给出声波在气－液混合物中的传播方程。根据声压的频谱导出相应的共振态气泡的份额。引入临界气泡份额和极大声压相应的气泡份额，推断出共振态气泡份额与相应声压之间存在线性关系。     

运动体高速入水非定常过程研究

依据气体泄漏规则建立起空泡深水闭介后空泡内气体平衡方程.将空泡内压力作为时间函数,采用Logvinovich的空泡截面独立扩张原理分析空泡的发展.给出运动体姿态计算的动力学方程,分析运动体入水及带空泡航行的受力特性.综合考虑窄泡内气体平衡,空泡截面扩展及运动体姿态的祸合方程,给出数值求解运动体带空泡高速入水非定常过程的...     

气泡尺寸分布对造影剂散射特性的影响

1引言 由于在B超成像中使用超声造影剂能提高图像的清晰度和对比度,有关超声造影剂的研究近年来受到了越来越多的关注.目前主流造影剂主要是一些含包膜气泡的流体,如Albunex 等.因此,包膜气泡的声散射特性的研究对于造影剂的研制具有非常重要的价值.对于造影剂的包膜气泡线性散射特性的研究,从单个气泡散射到多个气泡散射,从弹性包膜气泡模型到粘弹性包膜气泡模型,目前已有不少成果[1-3].但是对于含有一定尺寸分布的多个粘弹包膜气泡散射特性的研究,目前还未涉及.本文就是在文献[2]的造影剂中单个粘弹包膜和多个等大的粘弹包膜气泡散射特性计算结果的基础上,用WT多泡散射法[4]计算并讨论了气泡尺寸分布对于造影剂散射特性的影响.     

基于粒子成像测速技术的微气泡运动实验

从受力分析的角度,对气泡上浮末速度的理论公式进行了推导,得到了气泡上浮过程中的运动方程,并对半径位于40～350μm的微小气泡进行了仿真计算.在此基础上,利用带有显微摄像功能的粒子成像测速技术(PIV)装置对半径为20～320 gm气泡的上浮速度进行了测量,通过对实验结果的统计,以及与仿真结果的比较分析可知,阻力系数变量与粘滞系数是影响气泡上浮速度的主要因素,它们的取值与上浮速度成反比,并得出了Re≤150条件下的微气泡运动通用的阻力系数表达式.     

超声造影剂SDA的巨非线性参量

1　引　言近年来 ,含微气泡液体的非线性声学特性引起了人们极大的兴趣。液体中的空气泡是很好的声散射体 ,能产生强的超声散射信号。液体中气泡的非线性振动 ,尤其是在它们的共振频率附近的非线性振动 ,使得它们的存在能够增强液体的声学非线性效应。因此 ,研究含有微气泡的液体的非线性声学特性是非线性声学领域也是它的应用领域的一个重要课题。例如 ,利用含微气泡液体的非线性声特性是水声学中用来增强声参量阵效率的一个有效方法。媒质的非线性声特性可以用非线性声参量 B/A来描述。到目前为止的所有文献上 ,液体、生物流体和组织的非…