流动微泡群瞬态空化强度时域分布的比例反馈调节

声波、血流环境及流动微泡群的稳定性都会影响焦区内瞬态空化强度在超声作用时间内的分布,从而影响基于瞬态空化的治疗效率和生物安全性.该文在搭建仿体中流动微泡群瞬态空化发生和实时测量系统的基础上,设计了基于LabView现场可编程门阵列的比例反馈控制器,在保持脉冲重复频率和脉冲长度不变的条件下,通过选择适当的比例系数,依据当前周期的声波激励下实时测量的瞬态空化强度,实时调节下一周期声波信号的峰值负压,以调控瞬态空化强度在时间上的分布.研究表明,在最优比例系数(1×107)下,和开环系统相比,瞬态空化强度的稳定率提升至2.31倍,瞬态空化强度的时域下降速率减小约94.41％;在超声作用时间内总瞬态空化强度也基本达到期望水平.这些结果表明该比例反馈控制器在调控脉冲超声激励下流动微泡群瞬态空化强度时域分布的有效性,有望改进瞬态空化在相关疾病治疗中的效率和安全性.