调节微泡集群,以改善在快速短脉冲超声波下稳定化强度的时间均性
Qizheng Zhou1, Chunjie Tan1, Chengxiang Liu1
1School of Automation and Intelligent Sensing, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.
Ultrasonics sonochemistry
|September 30, 2025
概括
在超声疗法中,稳定的化强度 (SCI) 随着时间的推移因微泡集群而衰减. 开发了一个超快的反控制器来调节脉冲参数,显著改善SCI统一性,以便进行更安全,更有效的治疗.
科学领域:
- 声学腔化是一种声学腔化.
- 超声波疗法是一种超声波疗法.
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 快速短脉冲 (RaSP) 超声波提供比传统的长脉冲序列更统一的生物效应.
- 稳定化强度 (SCI) 的时间不均性损害了基于化疗法的效率和生物安全性.
- 了解和控制SCI时动态对于优化超声波治疗至关重要.
研究的目的:
- 调查RaSP超声波激发过程中SCI时间不均的原因.
- 提出和评估提高SCI时间统一性的策略.
- 为改善空腔介导疗法提供对微泡动态的见解.
主要方法:
- 使用微流体装置生成单分散微气泡.
- 在流动的幻影中,微泡暴露在RaSP超声波中.
- 同步的高速显微镜成像和洞穴检测记录了泡动态和SCI演变.
主要成果:
- 在RaSP超声波中,SCI逐渐衰变,微泡聚合和聚类呈指数级增长.
- 泡集群的形成被确定为SCI衰变的主要原因.
- 一个超快的反控制器实时调节峰值负压 (PNP),显著改善了SCI的时间均性.
结论:
- 微泡集群形成是RaSP超声波期间SCI时不均的主要驱动因素.
- 仅仅优化脉冲参数 (PNP,脉冲长度) 就能在时间稳定性方面提供有限的改善.
- 对RaSP参数的实时反控制提供了一种实用的方法,以提高SCI统一性,用于治疗应用.
