Επίδραση καταστατικού νόμου μεμβράνης στη δυναμική συμπεριφορά μικροφυσαλίδας τύπου Contrast Agent σε περιβάλλον υπερήχου

Abstract

Οι μικροφυσαλίδες τύπου Contrast Agent βρίσκουν εφαρμογή τα τελευταία χρόνια στη διαγνωστική ιατρική για να βελτιώσουν την απεικόνιση συγκεκριμένων περιοχών των έμβιων οργανισμών όπως, π.χ. τα αγγεία και οι ιστοί. Χρησιμοποιούνται επίσης για την θεραπεία διαφόρων ασθενειών αφού λειτουργούν ως συστήματα μεταφοράς φαρμάκων, πρωτεϊνών και γονιδίων. Παρόλο που οι παραπάνω εφαρμογές έχουν βασιστεί σε εκτεταμένες εργαστηριακές και κλινικές μετρήσεις, υπάρχουν αρκετά αναπάντητα ερωτήματα σχετικά με τη δυναμική συμπεριφορά των μικροφυσαλίδων και. τον τρόπο που αυτές αλληλεπιδρούν με τους υπέρηχους και τους γειτονικούς ιστούς. Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται προσπάθεια προσομοίωσης της δυναμικής συμπεριφοράς της μικροφυσαλίδας, θεωρώντας σφαιροσυμμετρικές ταλαντώσεις, όταν υπόκειται σε διαταραχή της εξωτερικής πίεσης και η μεμβράνη που την περικλείει περιγράφεται από τους μη γραμμικούς καταστατικούς νόμους τάσεων-παραμορφώσεων Mooney-Rivlin γιο: υλικά strain-softening και Skalak για υλικά strain-hardening. Στη συνέχεια γίνεται σύγκριση των αριθμητικών αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα αποτελέσματα του γραμμικού καταστατικού νόμου τάσεων-παραμορφώσεων Kelvin-Voigt kol τα αποτελέσματα από τα πειράματα. Στο πλαίσιο αυτό προκύπτει η σημασία του καταστατικού νόμου της ελαστικής μεμβράνης στην δυναμική των μικροφυσαλίδων και στην αποδοτικότερη διεξαγωγή των κλινικών μετρήσεων. Τέλος, προκαταρτική σύγκριση με πειραματικές μετρήσεις δείχνει ότι η τρέχουσα μοντελοποίηση, των μικροφυσαλίδων μπορεί να περιγράφει ποιοτικά τα φαινόμενα που εμπλέκονται στην χρήση υπερήχων όμως χρειάζονται αρκετές βελτιώσεις προκειμένου να υπάρξει η δυνατότητα ποσοτικής πρόβλεψης, ιδιαίτερα για μεγάλες εντάσεις των ακουστικών διαταραχών.