基于有限元分析和集中参数模型微血管与超声微泡声学响应的模拟
牛传筱
郭圣文
邱霖
劳永华
江行军
1.华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系,广东省广州市,5100062.华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系,广东省广州市,5100063.华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系,广东省广州市,5100064.华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系,广东省广州市,5100065.华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系,广东省广州市,510006
摘要：背景：研究特定超声激励下微血管与内部单个微泡间的非线性声学响应，对于最大化超声能量的沉积，促进定量成像算法的发展，揭示损害机制或评价靶向治疗的效果，克服传统方法主要适用于大尺寸血管的局限性、测量微血管弹性意义重大。<br> 目的：构建微血管中超声微泡模型，揭示超声、微泡与血管、血流间的内在机制。<br> 方法：基于有限元分析和集中参数模型，在Comsol Multiphysics 3.5a平台上进行微血管中超声微泡三维模型构建和模拟仿真。<br> 结果与结论：①微泡径向运动因受近处血管壁面限制，移动速度较轴向小；而血管壁因与微泡振动耦合，近微泡的中心处位移和应力最大；②相同声压下，激励频率增加会减弱微血管的缩放且更快趋于稳定；在相同频率下，激励声压越大血管运动越强烈，振动传播产生的局部效应更持久；③微泡振动幅度随微血管壁杨氏模量的增加而降低，近似线性反比关系；振动频率则随血管壁杨氏模量的增加而增加；④结果表明，微血管尺寸越小，对微泡振动频率和幅值的限制越强烈，超声激励频率的增大会使微泡振动频率增大、幅值减小；声压对微泡和血管振动的影响则相反。此外，研究首次发现，血管壁弹性与微泡振动幅度呈近似线性正相关，说明利用微泡测定血管壁弹性是可能的。
关键词：组织构建组织工程生物擦微血管超声微泡非线性声学响应血管弹性有限元分析集中参数模型气泡动力学国家自然科学基金
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：国家自然科学基金资助项目(31371008，81171179)广东省科技计划项目(2015A02024006)the National Natural Science Foundation of China, (No.31371008, No.81171179)the Science and Technology Plan of Guangdong Province, (No.2015A02024006)
论文发表日期：2016-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 6330-6336 )
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