本文關(guān)鍵詞：超聲驅(qū)動(dòng)下微泡與血管相互作用的有限元建模研究

  更多相關(guān)文章： 超聲造影劑微泡 彈性微血管 微泡-血液-血管相互作用 非對(duì)稱形變 有限元方法

【摘要】：全面了解彈性血管中包膜氣泡振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性對(duì)于超聲造影劑(UCA)在醫(yī)學(xué)成像和治療中的安全有效應(yīng)用具有重要意義。本工作中,我們基于有限元方法和二維軸對(duì)稱坐標(biāo)系建立了彈性邊界條件下的微氣泡動(dòng)力學(xué)模型來研究聲學(xué)參數(shù)(例如聲壓和頻率)和材料性質(zhì)(如血管尺寸、氣泡包膜的粘彈性參數(shù)和流體粘度)對(duì)氣泡-血液-血管之間相互作用的影響。研究結(jié)果表明,血管在微泡徑向產(chǎn)生的限制作用會(huì)導(dǎo)致氣泡的非對(duì)稱振動(dòng)、血管形變以及氣泡共振頻率的變化。在頻率為1-MHz、幅值為0.2MPa的超聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)下,當(dāng)微氣泡(半徑1.5gm)所處的血管的半徑在2μm到6.5μm的范圍內(nèi)變化時(shí),血管壁處由氣泡震動(dòng)引發(fā)的剪切力最高可到達(dá)26.95kPa,這足以導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷。隨著驅(qū)動(dòng)聲壓和血液粘度的增加,或血管半徑和氣泡包膜的粘彈性參數(shù)的減小,氣泡振動(dòng)的半徑非對(duì)稱比可從0.12%增加到79.94%。隨著血管半徑和聲壓的增加,或者氣泡包膜的粘彈性參數(shù)和血液粘度的減小,氣泡壁面最大壓縮速度可從0.19m/s增大到22.79m/s。結(jié)果顯示,隨著聲壓幅值的增強(qiáng)或者血管半徑、血液粘度和氣泡包膜的粘彈性參數(shù)的減小,由聲微流導(dǎo)致的血管壁上剪切力的最大值可從0.003kPa增長(zhǎng)為26.95kPa,且血管壁的最大形變比可由1.01增長(zhǎng)至1.49。此外,結(jié)果也表明,在本文研究的所有影響參數(shù)中,氣泡的共振頻率和氣泡包膜的彈性系數(shù)對(duì)整個(gè)氣泡-血液-血管系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為產(chǎn)生的影響較為顯著。
【關(guān)鍵詞】：超聲造影劑微泡 彈性微血管 微泡-血液-血管相互作用 非對(duì)稱形變 有限元方法
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R445.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 引言7-11
• 1.1 超聲造影劑簡(jiǎn)介7-8
• 1.2 超聲造影劑微泡對(duì)血管的影響8-9
• 1.3 有限元方法簡(jiǎn)介9
• 1.4 本文工作9-11
• 第二章 材料與方法11-34
• 2.1 氣泡-血液-血管間相互作用的理論模型11-14
• 2.2 有限元仿真14-16
• 2.3 仿真結(jié)果16-31
• 2.3.1 血管初始半徑對(duì)微泡-血液-血管系統(tǒng)的影響19-22
• 2.3.2 驅(qū)動(dòng)聲信號(hào)參數(shù)對(duì)微泡-血液-血管系統(tǒng)的影響22-25
• 2.3.3 微泡包膜參數(shù)對(duì)微泡-血液-血管系統(tǒng)的影響25-29
• 2.3.4 流體動(dòng)力粘度對(duì)微泡-血液-血管系統(tǒng)的影響29-31
• 2.4 討論31-34
• 第三章 總結(jié)與展望34-36
• 參考文獻(xiàn)36-44
• 碩士階段發(fā)表論文44-45
• 致謝45-46

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3 姜學(xué)平;程茜;錢夢(mèng)，

本文編號(hào)：1061226