在低频超声联合造影剂致血管栓塞治疗肿瘤技术中，微泡造影剂在超声作 用下作为“换能器”将声能转化为微射流和冲击波的动能，可靶向损伤细胞和 血管，达到治疗的目的。十多年来，对超声造影剂在高频声脉冲作用下的动力 学特性和生物效应已开展了大量的理论和实验研究。本论文结合理论和实验初 步研究了低频超声联合造影剂治疗技术中无壳和有壳造影剂微泡的动力学特 性，得到一系列有意义的结果。 将带壳微泡视为一个非线性振子，从气泡的动能T、势能U和耗散函数F, 由Lagrangian方程推导出在不可压缩、粘滞流体中的微泡壳层球对称振动的运 动方程。在低频连续声波的激励下数值求解了带壳微泡的运动方程，根据微泡 吸收和释放声能的不同方式，在稳态空化和瞬态空化的状态下分别详细讨论了 激励声压、激励声频、初始半径和壳层厚度对带壳微泡的膨胀比以及压缩时泡 壁速度、泡内外压力差、冲击波能量和微射流速度的影响。指出：低频超声有 助于微泡吸收更多的声能，膨胀比更大，冲击波和微射流的能量更高，更有可 能对微泡周围的细胞或血管壁造成损伤，引起血栓。 利用微泡前向Mie散射光的干涉效应，提出了一种绝对测量微泡R(t)曲线的 新方法。在Mie理论和Aden-Kerker理论的基础上，推导了描述无壳气泡和带壳 气泡散射的几何光学近似理论，分别计算了低阶各条光线的入射角和散射角的 关系，并计算了各条光线的垂直偏振光和平行偏振光的光强透射率，最后计算 了光强透射率较高的光线之间的光程差，确定了两光线的干涉条纹数与微泡半 径和散射角的简单代数关系。因此，微泡的R(t)曲线可以由测量的散射光中的干 涉条纹数绝对确定。 建立了结合激光干涉技术、Mie散射技术、几何光学近似方法和数据采集的 实验系统。利用激光干涉技术实现非侵入式测量球谐振腔内声压分布；用Mie散 射技术测量了无壳空气泡和CO2泡，以及带白蛋白壳的全氟丙烷微泡的散射光强 曲线，并由平方正比关系拟合了R(t)和v(t)曲线；而由小角度散射光中的干涉信号 结合几何光学近似方法绝对确定了膨胀相和压缩相微泡的R(t)和v(t)曲线，与Mie 散射技术拟合的曲线相符；并用Rayleigh标度定律拟合了微泡压缩相中段-后段 的R(t)和v(t)曲线，得到最小半径前约1μs的半径和速度的值：对于自由空气泡， 在最小半径前0.34μs时，R=3.52 μm，v=-237 m/s；对于自由CO2泡，在最小 半径前0.6μs时，R=3.92μm，v=-193.8 m/s；对于带白蛋白壳的全氟丙烷气泡， 在最小半径前1.2 μs时，R=2.0 μm，v=-56.05 m/s。 关键词：超声造影剂，血管栓塞，空化，低频，膨胀比，冲击波，微射流