發(fā)布時(shí)間：2017-07-27 00:14

  本文關(guān)鍵詞：微血管中超聲微泡動(dòng)力學(xué)建模仿真

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【摘要】：超聲造影劑微泡在疾病診斷、治療與血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在特定超聲激勵(lì)下,研究微泡與周圍復(fù)雜生理學(xué)環(huán)境之間的關(guān)系,以及微泡的非線性聲學(xué)響應(yīng)特性,可為微泡定量成像、微血管早期病變檢測(cè)及超聲微泡靶向治療等提供重要依據(jù)。集中參數(shù)模型作為本文的理論基礎(chǔ),它包括模型假設(shè)、血流、微泡動(dòng)力學(xué)、血管形變和邊界條件等。利用該模型,建立超聲激勵(lì)下微血管中微泡的多域耦合模型,研究超聲激勵(lì)下微血管中微泡動(dòng)力學(xué)行為,探索微血管、血液、微泡三者之間的關(guān)系,利用COMSOL Multiphysics進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),以揭示微泡振動(dòng)與微血管尺寸、管壁彈性之間的定性和定量關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)激勵(lì)頻率增加,微泡的振動(dòng)幅度減弱,其振動(dòng)頻率增加,而微血管的擴(kuò)張與收縮幅度減弱,且其能更快地趨于穩(wěn)定。激勵(lì)聲壓變化對(duì)微泡與微血管的影響,與激勵(lì)頻率相反;(2)血管的尺寸(長(zhǎng)度、內(nèi)徑和壁厚)越小,對(duì)微泡振動(dòng)頻率和幅值的限制越強(qiáng)烈,微泡振動(dòng)頻率與振幅均增加,反之亦然;(3)管壁楊氏模量和泊松比增加,微泡的振動(dòng)幅度降低,但振動(dòng)頻率增加;(4)微泡半徑的增加,血管的收縮、擴(kuò)張幅度和頻率均增加。此外,研究首次發(fā)現(xiàn),血管壁彈性與微泡振動(dòng)幅度呈近似線性正相關(guān)。本研究可為確定微血管中微泡的最佳超聲激勵(lì)條件、測(cè)定微血管彈性、評(píng)估微泡在體內(nèi)的安全性、引導(dǎo)并實(shí)施超聲靶向治療等提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：微血管 超聲微泡 非線性聲學(xué)響應(yīng) 血管彈性 氣泡動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R454.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景和意義10-14
• 1.1.1 超聲微泡10-11
• 1.1.2 超聲微泡的應(yīng)用11-13
• 1.1.3 血管彈性測(cè)量方法13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 理論模型的發(fā)展15
• 1.2.2 微血管中超聲微泡動(dòng)力學(xué)行為的主要研究方向15-16
• 1.3 本文主要工作和內(nèi)容16-17
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 微血管中超聲微泡聲學(xué)特性研究19-23
• 2.1 微血管對(duì)微泡動(dòng)力學(xué)行為的限制19-20
• 2.2 微泡聲學(xué)響應(yīng)的影響20-21
• 2.3 微泡壁屬性的影響21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 微血管中微泡動(dòng)力學(xué)模型23-34
• 3.1 有限元分析23
• 3.2 RP氣泡動(dòng)力學(xué)方程23-24
• 3.3 集中參數(shù)模型24-26
• 3.3.1 血流24-25
• 3.3.2 微泡動(dòng)力學(xué)25
• 3.3.3 血管形變25-26
• 3.3.4 邊界條件26
• 3.3.5 入射超聲波26
• 3.4 非軸對(duì)稱模型26-27
• 3.5 血細(xì)胞多域耦合模型27-30
• 3.6 三維模型30-31
• 3.7 本章小結(jié)31-34
• 第四章 超聲微泡動(dòng)力學(xué)建模與仿真34-50
• 4.1 超聲微泡流體域模型35-36
• 4.2 微血管中超聲微泡流固耦合模型36-37
• 4.2.1 超聲激勵(lì)的影響37
• 4.2.2 血管屬性的影響37
• 4.2.3 微泡屬性的影響37
• 4.3 建模與仿真37-49
• 4.3.1 幾何模型繪制38-39
• 4.3.2 參數(shù)設(shè)置39-41
• 4.3.3 物理場(chǎng)選擇41-42
• 4.3.4 求解域與邊界設(shè)置42-43
• 4.3.5 網(wǎng)格劃分43-45
• 4.3.6 求解器求解45-46
• 4.3.7 后處理46-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析50-66
• 5.1 微泡動(dòng)力學(xué)特性50-54
• 5.1.1 驗(yàn)證RP方程51-52
• 5.1.2 超聲激勵(lì)的影響52-53
• 5.1.3 血液域尺寸的影響53-54
• 5.2 微泡與管壁的聲學(xué)響應(yīng)54-64
• 5.2.1 超聲激勵(lì)的影響55-58
• 5.2.2 血管屬性的影響58-63
• 5.2.3 微泡屬性的影響63-64
• 5.3 本章小結(jié)64-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-69
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果74-75
• 致謝75-76
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)76

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本文編號(hào)：579008