ST68等微氣泡非線性特性的研究.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用，包括超聲波心動描記術、局部肝臟損傷的檢測、腎臟血流的定量檢測、以及腫瘤的檢測等，成為近來醫(yī)學超聲領域研究的熱點之一。微氣泡的散射特性直接影響微氣泡的超聲顯影效果，而影響散射信號的因素有很多。大量研究報道了微氣泡在多種條件下不同微氣泡的振動特性，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氣體，不同的激勵信號(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。利用微氣泡的非線性特性有許多實際應用：利用次諧波對環(huán)境壓的敏感性可以進行無創(chuàng)局部血壓的測量；而微氣泡在不同粘彈液體中散射信號的差異可以反映出該液體的性質；微氣泡還可以與超晶格耦合組成超聲二極管對超聲進行整流等。鑒于微氣泡非線性有著如此重要意義和應用，本論文正是圍繞這一中心對兩種膜材-聚合物和表面活性劑微氣泡的非線性特性進行了較為詳細的研

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

4、程序處理采集得到的信號并對結果進行分析。(3)制備以司班60和吐溫80為膜材包裹氮氣的表面活性劑微氣泡。在對微氣泡的形貌、粒徑有了比較直觀的認識之后，用實驗室已有的B超顯影系統(tǒng)對其顯影性能進行評價。利用聲散射測量系統(tǒng)在不同聲壓激勵下研究了微氣泡非線性特性，結果發(fā)現(xiàn)次諧波在0-100kPa為生長期，增長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，實驗結果表明三種微氣泡都具有顯著的非線性特性，表面裝載納米顆粒微氣泡散射信號稍強于包裹納米顆粒微氣泡，而包裹納米顆粒微氣泡又略強于空白微氣泡。為此對這三種微氣泡膜殼粘彈參數進行了理論估計，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。論文還對表面接載不同濃度磁性納米粒子的非線性特性