超声脉冲长度与重复频率对流动微泡群稳态空化特性的影响

作     者：程谋文 秦鹏 CHENG Mouwen;QIN Peng

作者机构：上海交通大学仪器科学与工程系上海200240 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2020年第45卷第3期

页      面：439-448页

核心收录：

学科分类：1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(81471667) 上海交通大学医工交叉基金重点项目(YG2019ZDA27) 转化医学基金项目(ZH2018QNA21) 晨星计划项目(16X10080028)资助 

主　　题：空化特性 重复频率 PRF 

摘      要：为了深入理解超声脉冲长度(PL)与重复频率(PRF)对流动微泡群稳态空化特性的影响,本研究自行制备仿体血管,利用注射泵推动微泡群在其中恒速流动,使用1 MHz的聚焦换能器激励微泡群产生稳态空化,另一个7.5 MHz的平面换能器接收声信号,经前置放大及高速采集后送至上位机存储。在定义临界重复频率(Critical PRF,CPRF)的基础上,通过深入的时频域分析,我们发现PL和PRF共同决定流动微泡群的稳态空化特性:当PRF低于CPRF时,流动微泡群的稳态空化剂量(Stable Cavitation Dose,SCD)与PL呈正相关,且时域分布均匀;而当PRF大于CPRF时,其稳态空化特性由PL决定,在长PL ( 100μs)下,SCD随着PL增加逐渐减小,且时域分布不均匀;在短PL (50μs)下,SCD和PRF无显著相关关系,且时域分布均匀。本研究结果深入阐明了流动微泡群的稳态空化特性,期望可用其获取可预测可控的生物效应,并应用于相关临床治疗。