發(fā)布時間：2017-10-19 13:01

  本文關(guān)鍵詞：超聲驅(qū)動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的動力學(xué)特性對于超聲造影劑(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稱坐標系建立了彈性邊界條件下的微氣泡動力學(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)生的限制作用會導(dǎo)致氣泡的非對稱振動、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的超聲信號驅(qū)動下,當微氣泡(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,血管壁處由氣泡震動引發(fā)的剪切力最高可到達26.95kPa,這足以導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞損傷。隨著驅(qū)動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,氣泡振動的半徑非對稱比可從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增長為26.95kPa,且血管壁的最大形變比可由1.01增長至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)對整個氣泡-血液-血管系統(tǒng)的動力學(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 非對稱形變 有限元方法
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R445.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 引言7-11
• 1.1 超聲造影劑簡介7-8
• 1.2 超聲造影劑微泡對血管的影響8-9
• 1.3 有限元方法簡介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 血管初始半徑對微泡-血液-血管系統(tǒng)的影響19-22
• 2.3.2 驅(qū)動聲信號參數(shù)對微泡-血液-血管系統(tǒng)的影響22-25
• 2.3.3 微泡包膜參數(shù)對微泡-血液-血管系統(tǒng)的影響25-29
• 2.3.4 流體動力粘度對微泡-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36-44
• 碩士階段發(fā)表論文44-45
• 致謝45-46

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本文編號：1061226