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利用体声波微流阱阵列捕获微米级颗粒

声学学报 2021年第3期46卷 440-446页

作者：王生庚易夕圆王振宇杨增涛重庆医科大学生物医学工程学院超声医学工程国家重点实验室重庆400016 重庆市生物医学工程学重点实验室重庆400016

提出了一种利用体声波微流阱在三维流体空间中捕获微米级颗粒的方法,制备了2种体声波微流阱阵列,并采用有限元法进行仿真计算,求解方程得到一阶声场、二阶声场,仿真分析了聚苯乙烯微粒在流场中的运动情况。实验结果显示体声波微流阱能... 详细信息

提出了一种利用体声波微流阱在三维流体空间中捕获微米级颗粒的方法,制备了2种体声波微流阱阵列,并采用有限元法进行仿真计算,求解方程得到一阶声场、二阶声场,仿真分析了聚苯乙烯微粒在流场中的运动情况。实验结果显示体声波微流阱能够快速、高效捕获三维流体空间中的微米级颗粒,实验结果与仿真结果吻合良好,圆柱型体声波微流阱与圆孔型体声波微流阱都能在几十秒内捕获三维空间中的微粒,且圆柱型体声波微流阱的捕获效率比圆孔型体声波微流阱高。该方法突破了声表面波微流阱无法操控三维空间中的微粒的局限,提高了捕获微粒的效率。

关键词：体声波特征长度微米级颗粒声表面波

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基于声光折射的聚焦超声焦点声压检测

光学学报 2012年第9期32卷 69-74页

作者：周慧婷吕朋廖长义王华沈勇重庆医科大学生物医学工程学院省部共建超声医学工程国家重点实验室超声医学工程重庆市市级重点实验室重庆400016 超声医疗国家工程研究中心重庆401121

提出了一种基于声光折射对聚焦超声焦点声压进行非侵入式检测的方法。当一束直径小于声波长的平行光束入射穿过聚焦超声的焦点时,通过研究焦点声压与光线偏转的具体关系,建立了光线最大偏转距离与焦点声压变化的关系模型,从而计算出焦... 详细信息

提出了一种基于声光折射对聚焦超声焦点声压进行非侵入式检测的方法。当一束直径小于声波长的平行光束入射穿过聚焦超声的焦点时,通过研究焦点声压与光线偏转的具体关系,建立了光线最大偏转距离与焦点声压变化的关系模型,从而计算出焦点峰值声压。为了对理论模型进行验证,采用凹球面型聚焦换能器进行实验研究。通过与采用光纤水听器测量的结果进行对比,证明理论模型的可行性。结果表明实验得到的光斑图像与理论分析的结果一致,且用该方法测得的焦点峰值声压与光纤水听器测量的结果相比,相对误差小于15%,证明该方法具有可行性,能够定量检测焦点峰值声压。模型的提出也为将声光折射效应用于整个聚焦声场的定量检测提供了实验依据和理论依据。

关键词：几何光学焦点峰值声压声光折射聚焦超声

基于声光偏转效应的液体临界剧烈空化声压的检测

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中国激光 2013年第4期40卷 160-165页

作者：吕朋周圆宋珂王华沈勇重庆医科大学生物医学工程学院省部共建超声医学工程国家重点实验室超声医学工程重庆市市级重点实验室重庆400016 超声医疗国家工程研究中心重庆401121

为检测液体中发生剧烈空化时的临界声压的大小,提出了一种基于声光偏转效应对临界剧烈空化声压进行检测的方法。根据远场光斑分布的时间变化规律确定剧烈空化的发生,通过光线最大偏转距离与焦点峰值声压的关系,可非介入地检测临界剧烈... 详细信息

为检测液体中发生剧烈空化时的临界声压的大小,提出了一种基于声光偏转效应对临界剧烈空化声压进行检测的方法。根据远场光斑分布的时间变化规律确定剧烈空化的发生,通过光线最大偏转距离与焦点峰值声压的关系,可非介入地检测临界剧烈空化声压值,重复性高。通过分析液体中气泡分布及变化规律,以及空化阈值声压随外界环境压强的变化规律对测量结果进行标定,证实了该方法检测临界剧烈空化声压的可行性。

关键词：几何光学临界剧烈空化声压声光偏转效应聚焦超声

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压电瞬态响应在换能器声功率测量中的应用

声学学报 2017年第1期42卷 103-108页

作者：曾淼沈勇黎付杨增涛王华重庆医科大学生物医学工程学院省部共建国家重点实验室培育基地-重庆市超声医学工程重点实验室重庆市生物医学工程学重点实验室重庆400016 超声医疗国家工程研究中心重庆401121

探索一种简便的聚焦超声功率测量方法,利用压电陶瓷片直接接收超声信号,通过机电类比得到压电瞬态响应由压电片在声波作用力下引起受迫振动产生的电压响应与固有振动产生的高频衰减响应叠加而成,分析输出压电信号与换能器声功率之间的... 详细信息

探索一种简便的聚焦超声功率测量方法,利用压电陶瓷片直接接收超声信号,通过机电类比得到压电瞬态响应由压电片在声波作用力下引起受迫振动产生的电压响应与固有振动产生的高频衰减响应叠加而成,分析输出压电信号与换能器声功率之间的换算关系。对输出压电信号进行二次包络提取,获得表征声功率变化的电压幅度曲线,分别找出不同换能器驱动电压下包络曲线的最大峰值电压,将其平方值与声功率计所测声功率进行线性拟合,并对理论关系式中的比例系数进行标定。实验结果所得线性拟合度较高,且标定后所得声功率与声功率计所测值相对误差低于8.7%,证明了通过压电瞬态响应测量换能器声功率具有可行性。

关键词：压电片声功率瞬态响应声波作用电压响应机电类比包络曲线换算关系最大峰值水听器

高强度聚焦超声辐照离体牛肝组织后B超声像图出现强回声的原因

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中国医学影像技术 2011年第5期27卷 873-876页

作者：易华容陈杰李发琪钟明松艾慧坚王智彪重庆医科大学生物医学工程系省部共建超声医学工程国家重点实验室超声医学工程重庆市市级重点实验室重庆400016

目的研究B超监控高强度聚焦超声(HIFU)治疗后声像图中强回声出现的原因。方法 HIFU定点辐照离体牛肝组织,深度为15 mm,辐照功率分别采用50、100、150、200、250和300 W,通过MR测温仪得到不同功率下组织最高温度达到55℃时所需辐照时间... 详细信息

目的研究B超监控高强度聚焦超声(HIFU)治疗后声像图中强回声出现的原因。方法 HIFU定点辐照离体牛肝组织,深度为15 mm,辐照功率分别采用50、100、150、200、250和300 W,通过MR测温仪得到不同功率下组织最高温度达到55℃时所需辐照时间。将结果用于B超监控HIFU中,并通过被动空化检测(PCD)实时观察辐照过程中声信号的频域特性。结果辐照功率50 W时虽有组织凝固性坏死,但B超声像图中无强回声出现,且通过PCD在频域信号中未观察到二分之一次谐波;功率≥100 W时出现凝固性坏死,且声像图中有强回声出现,频域信号中可明显观察到二分之一次谐波。结论无沸腾气泡产生时,HIFU辐照离体牛肝组织后,空化效应产生的空化泡致使B超声像图中出现强回声。

关键词：高强度聚焦超声强回声被动空化检测二分之一次谐波

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压电复合材料用于透镜式聚焦换能器的研究

无机材料学报 2015年第7期30卷 745-750页

作者：何敏郝琦王科鑫曾德平叶方伟李发琪王智彪何虹莹重庆医科大学生物医学工程学院省部共建超声医学工程国家重点实验室培育基地-重庆市超声医学工程重点实验室超声医学工程重庆市重点实验室重庆400016 超声医疗国家工程研究中心重庆401121 四川大学材料科学与工程学院成都610064

为了增加聚焦换能器的带宽,抑制其多模振动耦合现象,提高电声转换效率,实验采用1-3型压电复合材料代替压电陶瓷作为超声发射材料,设计并制作了一种新型的1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器。通过频率特性的对比研究,证明了1-3型压电复... 详细信息

为了增加聚焦换能器的带宽,抑制其多模振动耦合现象,提高电声转换效率,实验采用1-3型压电复合材料代替压电陶瓷作为超声发射材料,设计并制作了一种新型的1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器。通过频率特性的对比研究,证明了1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器不仅能增加换能器的带宽,达到PZT压电陶瓷透镜式聚焦换能器带宽的3.13倍,而且能明显抑制径向振动,得到单一纯净的厚度振动模态。另外,1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器的电声转换效率达到PZT压电陶瓷透镜式聚焦换能器的1.88倍,为高效率聚焦超声换能器的实现提供了理论及实验基础。

关键词： 1-3型压电复合材料聚焦换能器声透镜电声转换

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聚焦超声治疗不同部位慢性软组织损伤的比较

中国超声医学杂志 2010年第9期26卷 844-846页

作者：胡帅陈文直李东张一涵王俊瑞黄伟王智彪重庆医科大学生物医学工程系超声医学工程省部共建国家重点实验室

目的比较聚焦超声治疗不同部位慢性软组织损伤的安全性和有效性。方法入选186例慢性软组织损伤患者,根据不同病变部位分为4组:肩颈部54例,背部42例,腰骶部49例,四肢41例。进行聚焦超声治疗,每天1次共治疗10次。完成治疗后于30 min、3 d... 详细信息

目的比较聚焦超声治疗不同部位慢性软组织损伤的安全性和有效性。方法入选186例慢性软组织损伤患者,根据不同病变部位分为4组:肩颈部54例,背部42例,腰骶部49例,四肢41例。进行聚焦超声治疗,每天1次共治疗10次。完成治疗后于30 min、3 d、7 d、14 d以及21 d行疗效评价,评价指标包括疼痛和关节活动功能障碍。结果聚焦超声对不同损伤部位治疗都取得了满意的即刻疗效和良好的持续疗效,但腰骶部的治疗后3 d和以后的总有效率均低于其他部位(P部疼痛患者发生轻微副反应,其余各组未见副反应。肩颈部治疗的副反应率高于其它各组(P超声治疗慢性软组织损伤是有效和安全的,聚焦超声治疗不同部位慢性软组织损伤的安全性和有效性存在一定的差异。

关键词：聚焦超声慢性软组织损伤疼痛

人骨形态发生蛋白2,3,6,12对大鼠骨肉瘤细胞株UMR106的作用

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中南大学学报（医学版） 2010年第5期35卷 464-469页

作者：李星星何焕玲吴丽美马闻陈英华卫佳苗静琨周兰重庆医科大学生物医学工程系重庆市生物医学工程学重点实验室重庆市超声医学工程重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地重庆400016

目的:研究人骨形态发生蛋白(human bone morphogenetic proteins,hBMP)对大鼠骨肉瘤细胞株UMR106的作用。方法:用hBMP2,3,6,12重组腺病毒(AdBMP2,3,6,12)干预大鼠骨肉瘤细胞株UMR106,利用台盼蓝拒染法、TUNEL法、吖啶橙/溴乙啶(AO/EB)荧光双染法、Transwell小室和碱性磷酸酶活性测定法分别检测细胞增殖、凋亡、迁移以及成骨分化能力的变化。结果:与空白对照组和实验对照组比较,AdBMPs的干预致骨肉瘤细胞株细胞存活率降低,并呈一定的时间依赖性;凋亡率均随时间延长而增加,并且TUNEL和AO/EB两种检测方法的结果一致;3个检测时间点的细胞穿膜数均明显减低;碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性在干预第3天开始逐渐增加,至第9天仍可观测到,以上差异均有统计学意义(P<0.01)。结论:以腺病毒介导基因转入的作用方式,hBMP2,3,6,12可以抑制大鼠骨肉瘤细胞株UMR106的增殖和迁移,并诱导其凋亡和向成骨细胞分化。

关键词：骨形态发生蛋白细胞增殖细胞凋亡细胞迁移碱性磷酸酶活性

利用换能器电信号相位特征实时监测高强度聚焦超声治疗中的声空化

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声学学报 2023年第5期48卷 1004-1011页

作者：刘闯刘力朱巧苗李雁浩重庆医科大学生物医学工程学院超声医学工程国家重点实验室重庆400016 超声医疗国家工程研究中心重庆401121

高强度聚焦超声(HIFU)激发的声空化可加速靶组织的热消融,但声空化的实时监测是一个亟需解决的问题。利用HIFU换能器驱动电信号的相位差与电阻抗之间的数学模型,建立了HIFU辐照及换能器驱动电信号、声空化信号实时检测实验系统,探究了H... 详细信息

高强度聚焦超声(HIFU)激发的声空化可加速靶组织的热消融,但声空化的实时监测是一个亟需解决的问题。利用HIFU换能器驱动电信号的相位差与电阻抗之间的数学模型,建立了HIFU辐照及换能器驱动电信号、声空化信号实时检测实验系统,探究了HIFU辐照离体牛心组织过程中,换能器驱动电信号的相位差与B超影像灰度变化及宽频水听器检测到的次谐波和宽带噪声信号的变化规律。结果表明:当声空化发生时,换能器驱动电信号相位差的变化与水听器检测到的次谐波和宽带噪声信号变化具有一致性,通过相位差的变化可实现HIFU辐照靶组织中声空化的实时、精准监测,这为HIFU所致声空化的实时监测提供了一种有应用前景的解决方案。

关键词：高强度聚焦超声声空化换能器电信号相位差实时监测