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超声造影剂在医学超声成像领域有着广泛的应用。例如微小血管的显示、病灶的识别及心肌壁的显示等。近年来，超声造影剂向治疗超声领域延伸，其应用范围不断扩大。超声造影剂中微气泡可加强空化效应，从而促进超声生物效应，可应用于超声溶栓、介导基因转移或药物靶向治疗等。
本论文着重研究包膜微气泡的非线性动力学特性，理论和实验研究了Levovist和“脂氟显”两种造影剂中包膜微气泡在超声信号照射下的非线性振动，特别是次谐波振动特性。理论上基于微气泡振动模型(Church模型)，进行了数值仿真计算;建立了相应的实验系统，实验研究了造影剂微泡的非线性振动特性，并对理论计算结果进行了验证。
本论文的具体工作包括：
(1)Levovist气泡非线性振动的频率响应，解释了频率偏移现象，并且讨论了次谐波和超谐波产生的最佳频率；
(2)Levovist气泡次谐波和超谐波幅度与外加声压的变化关系；
(3)通过最优化方法估计了“脂氟显”微气泡包膜的粘弹特性；
(4)“脂氟显”微气泡次谐波幅度与外加声压的变化关系;
(5)揭示了“脂氟显”微气泡次谐波回滞现象；
(6)提出了调频脉冲激励以增强“脂氟显”微气泡产生的次谐波的新方法。
本论文的结果证实了包膜微气泡造影剂在医疗超声频率范围内具有很强的非线性特性，揭示了超声造影剂的次谐波特性在医学诊断中的应用前景。