组织碎裂术与高振幅超声中的单气泡动力学:建模与验证
流体动力学
2020-12-02 v1 生物物理
摘要
已有多种方法用于模拟由微秒长度高振幅超声脉冲(例如组织碎裂术脉冲)空化产生的单个孤立气泡的动力学。直到最近,在特征明确的驱动压力下单气泡实验半径-时间数据的缺乏限制了模型验证工作。本研究利用水中单球形组织碎裂术空化气泡的半径-时间测量[Wilson 等人,Phys. Rev. E, 2019, 99, 043103],定量比较并验证多种气泡动力学建模方法,包括可压缩与不可压缩模型以及不同热模型。提出了一种由实验半径-时间数据与空化阈值直接推断组织碎裂术波形解析表示的策略。我们比较了将各模型应用于 个实验数据集所得到的验证度量的分布。在本研究考虑的可压缩性与热效应方面,各建模方法间差异极小()。这些结果表明,我们提出的波形推断策略,结合最小化参数不确定性与计算资源需求的简单模型,可准确表征组织碎裂术中的单气泡动力学,包括在最大气泡半径处及其附近。讨论了剩余的参数与基于模型的不确定性来源。
引用
@article{arxiv.2006.10171,
title = {Single-bubble dynamics in histotripsy and high-amplitude ultrasound: Modeling and validation},
author = {Lauren Mancia and Mauro Rodriguez and Jonathan Sukovich and Zhen Xu and Eric Johnsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.10171},
year = {2020}
}