Effects of ultrasound pulse parameters on cavitation properties of flowing microbubbles under physiologically relevant conditions
Notice bibliographique
Résumé
Acoustic cavitation from ultrasound-driven microbubbles can induce diverse bioeffects that are useful in clinical therapy. However, lack of control over the cavitation activity of flowing microbubbles results in unwanted treatment regions in the targeted tissue, which influences the therapeutic efficacy and bio-safety. The aim of this study is to understand the relationship between the ultrasound pulse parameters and cavitation properties of flowing microbubbles, including the type (and transition between types), threshold, intensity and temporal distribution of cavitation. An in vitro physiological-flow phantom was fabricated, in which the microbubbles had a constant velocity, and were sonicated to a 1-MHz focused transducer at a wide range of peak negative pressures (PNPs) (0.10-1.28 MPa), pulse repetition frequencies (PRFs) (1-200 Hz) and pulse lengths (PLs) (10-400 μs). The signals from the flowing bubbles were passively detected by another 7.5-MHz plane transducer. From detailed time- and frequency-domain analysis, we found 1). The occurrence of stable cavitation (SC) and inertial cavitation (IC) depended on PNP and PL when the PRF was below a critical value (PRF threshold) that related to the fluid velocity and PNP full width at half maximum diameter of the transducer. 2) Below the PRF threshold, the PL had no influence on the temporal distribution of SC intensity; however, above the PRF threshold, the SC properties depended on the PL because of acoustically-driven diffusion. Specifically, at shorter PLs, the SC intensity had a uniform temporal distribution and was independent of the PRF; at longer PLs, the SC intensity correlated negatively with the PRF. 3) Below the PRF threshold, the IC properties were independent of the PRF. Increasing the PRF above the PRF threshold caused the IC intensity to decrease with a non-uniform temporal distribution. These results indicate that the fluid velocity and a pulsed acoustic field influence the number and properties of the replenished bubbles into the targeted region, resulting in the change of cavitation properties. In future therapeutic applications, the physiological fluid conditions must be taken into consideration to design reasonable pulse parameters and achieve desirable cavitation properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».