【摘 要】
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目的 近年来声空化研究已成为热点,然而大多是基于平面低频低功率换能器进行,本研究探究了高强度聚焦超声(HIFU)声场中多泡分布以及相应的声致发光.方法 研究选用的换能
【机 构】
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400016重庆市,重庆医科大学生物医学工程学院省部共建超声医学工程国家重点实验室培育基地超声医学工程重庆市重点实验室
【出 处】
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第三届全国暨国际超声分子影像及生物效应和治疗学术会议
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目的 近年来声空化研究已成为热点,然而大多是基于平面低频低功率换能器进行,本研究探究了高强度聚焦超声(HIFU)声场中多泡分布以及相应的声致发光.方法 研究选用的换能器是频率446kHz、焦距150mm的壳式自聚焦换能器,声功率输出50～410W.借助于高速摄像系统和被动空化采集系统(PCD)分别记录不同声功率下声场中气泡的空间分布及其动力学特征；搭建暗室,使用Nikon数字相机和光电倍增管系统(PMT)分别记录不同输出声功率下多泡声致发光(MBSL)的空间分布及发光强度变化.结果 由于液-气界面声波强反射,低功率输出时声场是一个稳定驻波场,气泡固定于驻波波腹处,PCD结果中无明显3～6 MHz宽带噪声,声场中焦前区域最先开始出现MBSL,且同样以驻波场模式分布；增大声功率,声场声辐射力作用逐渐凸显出来,推动本固定于波腹处的气泡向焦点方向移动聚集,焦点处开始出现类似火花状的气泡团并向焦后生长、迅速消失,紧接着声场恢复驻波场,而气泡所散射的声信号开始出现高次谐波、宽带噪声在辐照一段时间后增幅明显,声场中发光区域逐渐向换能器表面扩大,焦点附近的发光也有所增强,在此之前声场整体发光强度与输出声功率成正比；当输出声功率足够大时,气泡团开始在焦域附近稳定剧烈持续抖动并伴随有嘶嘶声,焦域附近出现椭圆状发光亮斑,空化信号检测此时宽带噪声在辐照开始便开始出现并不时伴有瞬间高幅度冲激状信号,空化剧烈发生,气泡团中气泡间相互作用会阻碍气泡震荡,进而降低声场整体发光强度.结论 聚焦声场中当声功率足够大时,气泡聚集在焦点附近形成气泡团,并稳定剧烈持续抖动.气泡团的存在在加强焦点发光的同时极大减弱了整个声场的发光强度.
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