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超声造影剂已在医学超声诊断中有着广泛的应用，如心脏状态的评价、微量血流的显示及心肌灌注检查等，而对于造影剂非线性声学特性的研究也已成为医学超声领域内的一个重要课题。超声造影剂是一种含有包膜微气泡的液体，微气泡的直径在10微米以下，可以由静脉注射通过肺循环，利用微气泡与周围组织的声学特性的显著差异，可以有效地增强回声强度，提高图像的对比度。这一类微气泡在超声作用时能产生强烈的非线性振动，从而激发出二次谐波(2f)、各种高次谐波(如3f、4f、5f等)和超谐波(如3/2f、5/2f等)。另外在一定的条件下，微气泡的非线性振动还会产生一些频率低于激发频率的谐波(如f/2、f/3等)，主要是频率为激发频率一半(f/2)的谐波，这就是次谐波。研究表明，来自微气泡的次谐波信号比二次谐波信号更适合于超声成像，因此，对于次谐波的研究开始成为近年来的一个热点课题。作为反映二次谐波性质的一个基本参量，非线性声参量B/A描述了超声波通过媒质时产生的非线性效应的大小，而利用非线性声参量B/A进行医学诊断和成像也正开始成为国际上的另一个热点。众所周知，含微气泡流体的相位速度具有频散特性，了解它的这一特性有助于建立超声成像的声传播模型，同时对于判断造影剂的微气泡大小及分布等等都有着积极的意义。基于上述研究背景，本文将重点研究超声造影剂的次谐波、非线性声参量及声速的频散特性等三方面的问题，构造了相应的实验系统，对两种进口超声造影剂Sonazoid和Levovist分别进行了实验测量，并且对含包膜微气泡液体进行了相应的非线性理论研究，具体内容包括：(1)造影剂Sonazoid中次谐波的产生幅度随激励声压的依赖特性与声压阈值的分析；(2)造影剂Levovist相位速度的频散特性；(3)造影剂Levovist非线性声参量B/A的频率依赖关系；(4)提出一种物理模型计算了包膜层对微气泡非线性振动的影响。理论和实验研究的结果均显示含稳定包膜气泡的造影剂在医疗超声频率范围内具有极高的非线性和很强的声衰减，证实了超声造影剂的非线性特性在医学诊断中有着极大的应用前景，并为开发成像新技术新方法提供了物理基础。