Modélisation de Pics de Pression Large Bande Emis Suite à l'Excitation Acoustique de Microbulles Encapsulées

Mathieu D. Santin (1) , Dan A. King (2) , Josquin Foiret (1) , Alex Haak (2) , W. D. O'Brien, Jr. (2) , S. L. Bridal (1)

1 LIP - Laboratoire d'Imagerie Paramétrique
2 Bioacoustics Research Laboratory, Dept Elect. and Comp. Engineering

Ce travail présente une modélisation de l'oscillation de microbulles encapsulées associée à l'émission de pics de pression large bande après la fin de l'excitation ultrasonore (signaux post-excitation). Les variations de pression radiée en fonction du temps ont été déterminées pour des microbulles à coques phospholipidiques (Definity et Sonovue) avec le modèle de Marmottant¹ Ce modèle décrit la variation de la tension de surface des microbulles à coque lipidique et la cassure de la coque en fonction de l'expansion de la microbulle. Pour la modélisation de la réponse des microbulles à coque d'albumine (Optison), le terme de viscosité de la coque a été définitivement supprimé après rupture de la coque. La pression acoustique incidente utilisée pour simuler la réponse d'une microbulle a été mesurée expérimentalement avec un hydrophone calibré (2,8 MHz; 5-cycles; pic de pression de raréfaction de 2,0 MPa). Lors des simulations, le rayon de cassure du modèle a été fixé à 1,2 fois le rayon initial R₀. Les signaux post-excitation prédits par le modèle sur une gamme de rayons de 0,4 à 5,0 µm sont alors apparus comme étant fonction de l'expansion relative maximale de la microbulle. Pour chaque type de microbulles, les signaux post-excitation apparaissent seulement quand la coque de la microbulle est déterminée comme ayant rompue (R &_geq; 1,2R₀) et que l'expansion maximale est supérieure à 2R₀. Des signaux post-excitation ont pu être observés expérimentalement par l'utilisation d'un détecteur passif de cavitation dans les mêmes conditions d'excitation. L'augmentation du bruit large bande sur la réponse modélisée de microbulles avec signaux post-excitation a été cohérente avec celle mesurée expérimentalement (4,0 à 8,9 dB). Ainsi, le modèle de Marmottant fournit une bonne description des signaux post-excitation observés expérimentalement. C'est à notre connaissance la première fois que cette propriété du modèle est démontrée. ¹Marmottant et al JASA, 2005.

Mots clés: Contraste; Cavitation; Microbulles

Domaines: Acoustique [physics.class-ph]; Acoustique [physics.class-ph]

Mathieu D. Santin, Dan A. King, Josquin Foiret, Alex Haak, W. D. O'Brien, Jr., et al.. Modélisation de Pics de Pression Large Bande Emis Suite à l'Excitation Acoustique de Microbulles Encapsulées. 10ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2010, Lyon, France. ⟨hal-00542586⟩