16101

16101

بررسي تاثير فركانس و دامنه فشار صوتي در ديناميك ريز‌حباب‌ها تحت تابش امواج اولتراسوند

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

تيرماه 1395

تيرماه 1395

دكتر حميد بهنام

برق

چكيده امواج اولتراسوند يكي از مهمترين و پركاربردترين ابزارهاي تشخيصي و درماني در پزشكي مدرن است كه به طور گسترده از دهه‌هاي اخير تاكنون در پزشكي نقش به سزايي داشته است. عليرغم پيشرفت‌هاي وسيع در زمينه تصويربرداري با امواج اولتراسوند، تحقيقات در جهت ارتقاي توانايي‌هاي آن، يافتن كاربردهاي جديد اولتراسوند و شناخت پيچيدگي پروسه‌هاي مربوط به آن، ادامه دارد. در اين پروژه بر روي يكي از تكنولوژي‌هاي كاربردي اولتراسوند يعني استفاده از مواد حاجب اولتراسونيك متمركز شده‌ايم. امروزه ماده حاجب به طور گسترده‌اي در راديولوژي، قلب و عروق و رشته‌هاي ديگر پزشكي براي بهبود نمايش ساختارهاي مشخص آناتوميكي با كنتراست بالا در تصوير استفاده مي‌شود. اين مواد در كمي كردن بررسي ميزان خون رسيده به يك قسمت مشخص از اندام نقش بسزايي را ايفا خواهند كرد كه تاكنون براي بسياري از روش‌هاي تصويربرداري دست نيافتني بوده است. روش پيشنهادي پروژه در پاسخ به يكي از چالش‌هاي پيش رو يعني بررسي حركت و رفتار ديناميكي اين مواد تحت تاثير ميدان اولتراسوند است كه به يافتن اصول و روابطي براي كنترل بر نحوه عملكرد آنها كمك خواهد كرد. در اين پروژه رفتار ريزحباب‌ها تحت اعمال امواج اولتراسوند در دو بخش كلي مطالعه شد. بخش اول مفاهيم تئوري مدل‌هاي رياضي ريزحباب‌هاي پوشش داده شده را بررسي مي‌كند. مدل‌ها از رابطه شعاع حباب به عنوان تابعي از زمان در پاسخ به فشار اعمالي وابسته به زمان مشتق شده‌اند. اصلي‌ترين مدل‌هاي غير خطي مرتبه دوم، معادله ديفرانسيل معمولي به نام معادله ريلي پلست است. رفتار لايه پوششي وابسته به ضخامت، مدول برشي و ويسكوزيته متوسط لايه است. دو مدل مهم يعني (Hoff و Marmottant) را براي ريزحباب‌هاي نوع Definity و Albunex بررسي كرديم و با توجه به عوامل دو مدل، رفتار حباب‌ها توصيف و پياده‌سازي شد. همچنين مشاهده شد كه حباب‌ها مي‌توانند بسته به دامنه ميدان اعمالي رفتار آشوبگونه را بروز دهند. در بخش دوم، آزمايشي با استفاده از ريزحباب نوع Definity براي استخراج و كمي‌سازي موثرتر رفتار حباب‌ها تحت تابش امواج اولتراسوند در پاسخ به تغيير پارامترهايي چون فركانس و ولتاژ تحريك مبدلي با مشخصات فركانس مركزي 1 مگاهرتز طراحي شد. نتايج نشان مي‌دهد كه پاسخ تخريبي حباب‌ها بسته به فركانس انتخابي متفاوت خواهد بود، به طوريكه در فركانس مركزي مبدل، افزايش ولتاژ به طور ميانگين تنها %9/1 نرخ تخريب را تحت تاثير قرار مي‌دهد. اما در فركانس 2 مگاهرتز ( متفاوت از فركانس مركزي) تغيير ولتاژ اثر تخريبي را به ميزان %27 افزايش داده است. كلمات كليدي: مواد حاجب اولتراسوند، پارامترهاي لايه پوششي، معادله ريلي پلست، پارامترهاي ميدان آكوستيك.

1395/09/20