超声脉冲长度与重复频率对流动微泡群稳态空化特性的影响

为了深入理解超声脉冲长度(PL)与重复频率(PRF)对流动微泡群稳态空化特性的影响,本研究自行制备仿体血管,利用注射泵推动微泡群在其中恒速流动,使用1 MHz的聚焦换能器激励微泡群产生稳态空化,另一个7.5 MHz的平面换能器接收声信号,经前置放大及高速采集后送至上位机存储。在定义临界重复频率(Critical PRF,CPRF)的基础上,通过深入的时频域分析,我们发现PL和PRF共同决定流动微泡群的稳态空化特性:当PRF低于CPRF时,流动微泡群的稳态空化剂量(Stable Cavitation Dose,SCD)与PL呈正相关,且时域分布均匀;而当PRF大于CPRF时,其稳态空化特性由PL决定,在长PL (＞100μs)下,SCD随着PL增加逐渐减小,且时域分布不均匀;在短PL (＜50μs)下,SCD和PRF无显著相关关系,且时域分布均匀。本研究结果深入阐明了流动微泡群的稳态空化特性,期望可用其获取可预测可控的生物效应,并应用于相关临床治疗。