Sensitivity improvement of subharmonic-based pressure measurement using phospholipid-coated monodisperse microbubbles
Notice bibliographique
Résumé
The use of the subharmonic signal from microbubbles exposed to ultrasound is a promising safe and cost-effective approach for the non-invasive measurement of blood pressure. Achieving a high sensitivity of the subharmonic amplitude to the ambient overpressure is crucial for clinical applications. However, currently used microbubbles have a wide size distribution and diverse shell properties. This causes uncertainty in the response of the subharmonic amplitude to changes in ambient pressure, which limits the sensitivity. The aim of this study was to use monodisperse microbubbles to improve the sensitivity of subharmonic-based pressure measurements. With the same shell materials and gas core, we used a flow-focusing microfluidic chip and a mechanical agitation method to fabricate monodisperse (∼2.45-µm mean radius and 4.7 % polydisperse index) and polydisperse microbubbles (∼1.51-µm mean radius and 48.4 % polydisperse index), respectively. We varied the ultrasound parameters (i.e., the frequency, peak negative pressure (PNP) and pulse length), and found that there was an optimal excitation frequency (2.8 MHz) for achieving maximal subharmonic emission for monodisperse microbubbles, but not for polydisperse microbubbles. Three distinct regimes (occurrence, growth, and saturation) were identified in the response of the subharmonic amplitude to increasing PNP for both monodisperse and polydisperse microbubbles. For the polydisperse microbubbles, the subharmonic amplitude decreased either monotonically or non-monotonically with ambient overpressure, depending on the PNP. By contrast, for the monodisperse microbubbles, there was only a monotonic decrease at all PNPs. The maximum sensitivity (1.18 dB/kPa, R2 = 0.97) of the subharmonic amplitude to ambient overpressure for the monodisperse microbubbles was ∼6.5 times higher than that for the polydisperse microbubbles (0.18 dB/kPa, R2 = 0.88). These results show that monodisperse microbubbles can achieve a more consistent response of the subharmonic signal to changes in ambient overpressure and greatly improve the measurement sensitivity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».