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

• 作者: 劳永华 江行军 牛传筱 邱霖 郭圣文
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 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
• 年，卷（期）: 2016,（42）
• 所属期刊栏目: 研究与报告 -- 血管组织构建
• 页码范围: 6330-6336
• 页数: 7页
• 分类号: R318
• 字数: 5453字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.42.015

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。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郭圣文	华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系	37	255	9.0	13.0
2	劳永华	华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系	13	42	4.0	6.0
3	牛传筱	华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系	4	10	2.0	3.0
4	邱霖	华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系	7	14	3.0	3.0
5	江行军	华南理工大学材料科学与工程学院生物医学工程系	3	6	2.0	2.0