有限元法仿真LIPUS照射骨细胞的局部声场分布

作     者：蒋文杰 孙舒心 徐峥 他得安 JIANG Wen-jie;SUN Shu-xin;XU Zheng;TA De-an

作者机构：复旦大学电子工程系上海200433 同济大学声学研究所上海200092 

出 版 物：《声学技术》 (Technical Acoustics)

年 卷 期：2017年第36卷第6期

页      面：549-555页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 07[理学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 08[工学] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 10[医学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11525416) 

主　　题：低强度脉冲超声 有限元法 骨细胞 声场分布 仿真 

摘      要：低强度脉冲超声(Low-Intensity Pulsed Ultrasound,LIPUS)作为一种可用于治疗骨病的潜在物理疗法,可以有效避免药物的不良反应,且具有无创伤、无电离辐射等优点,因而有着广阔的应用前景。应用有限元法(Finite Element Method,FEM)仿真研究LIPUS照射骨细胞时的局部声场分布,从微观角度探究骨细胞与声场间的相互作用以及各超声参数和照射位置对于声场分布的影响。首先建立了骨细胞模型,然后在不同位置施加超声激励并改变超声的激励声压与频率,计算不同情况下的声场分布,最后对仿真结果进行综合分析与比较。结果表明,骨细胞会在一定程度上影响声场的分布,且超声的各个参数及照射位置均对声场有一定的影响。仿真结果从声压与能量的角度阐述了LIPUS治疗骨病的潜在物理机制,另一方面也为离体细胞实验中LIPUS的参数筛选和照射方式提供理论参考。