液体中声空化有壳微泡的动态特性和参数影响分析.pdfVIP

No5n2 第27卷第5期 声学技术 v0】27 2008年10月 RcllnlcaIAcouslics ocL2008 液体中声空化有壳微泡的动态特性及参数影响分析 程茜，钱梦骤 {目*★{≯}ⅫR*r*200∞2) ofacoated caVitation aⅡd Dy们mics bubble．Ⅱliquidpa髓meter innuence analvsis CHENGOm，OlAH¨怕g“ q，uⅢ“№可^…n“?1鳓弘U…她sh∞带m2∞渤．chI岫 1引言 超声联合造影剂介导基因『药物进行靶向治疗 或致血管栓塞治疗肿瘤等新型医疗技术正在医学实 验室中大力研究”一。这磐研究工作都基于造影剂在 超声作用下的空化特性(如大膨胀比、冲击波、镦 射流等)引发的生物效应。研究声空化造影剂动力 学特性将有助于推』。。此类技术在临床上的应用。 超声造影剂多数为有壳微泡．泡内气体多为空 气、氟碳气体或氟硫气体等．壳层多为白蛋白、D一 半乳糖、磷脂共化合物或脂质体等，厚度约为几十 目1(8)*^■№％女in目∞舯∞＆#啪∞＆ 纳米到几百纳米…。由于壳层的影响，存壳造影剂 Hg1“)“0删州…f删№v∞“Wmuv 微泡的动力学特性与自由气泡有所不同。 n” …*k^f……O～E，15 2壳层的运动方程 在一定功率驻波卢场作用下，造影剂可在声压 波腹处稳定空化。不可压缩粘滞流体中球对称振动 的造影荆的运动方程．可分别计算微泡+流体系统的 动能、势能和耗散函数．代入拉格朗日方程导出H 卟警舭B+警鼍≠孙甜+半韵 +景+盖+舯聃一n新+，讣。 式中．R．是壳层的内径，其余下标为1的均指代壳 层参量。下标为2的指代瞧外液体的参量H。上式 计算中考虑了壳层的质量守恒。 对于用于治疗的超声造影荆．研究主要着眼于 造影剂微泡空化时的径向大幅膨胀和压缩阶段产生 hub№In F％lml№Ⅲ＆ⅢHk…n附删∞m5∞P5m 的微射流和冲击波．因此需要讨论不同的参数对微 “Ⅲ∞n口qphw 泡尉n曲线的影响。 有壳微泡稳态空化时与自由气泡类似，在单个 搿踏i鬻溜勰；譬7髫‰。。一一一一． ■mt}●．‰#R．c删l：Ⅻqla啦Ⅲadlon自J“u口· 第5期 程茴等液体中声空化有壳微泡的动态特性及参数影响分析 239 声周期内也有膨胀相、压缩相和回弹相三个阶段。 如图1(a)．微泡从平衡状态膨胀到最大时，半径可 从几个微米增大到几十个微米：在微泡压缩到晟小 ∞ 半径附近时．微泡内外界面的速度差异可达数倍， §。 有可能引起泡内外的冲击波产生；同时，泡内外压 力差可达到数十MPa，如图1m1．是带动抱外流体 }m 质点高速运动产生微射流的原因之一pJ。 3稳态空化下不同参数的影响