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摘要

尺寸小于10µm的微气泡(MBs)通常用作超声造影剂(UCA)。我们实验室开发的新型UCA的目的是支持超声以外的成像方式，以形成混合造影剂。混合造影剂通过协同作用可以潜在地提高联合多模态成像技术的诊断结果。在这项研究中，我们修改了聚乙烯醇(PVA) MB的制备方案，将金纳米颗粒封装到MB的外壳和核心中。此外，我们还评估了双模态造影剂的形态、非线性超声响应和x射线性能。结果表明，将金纳米颗粒加载到PVA MB核中是开发双模态造影剂的有希望的一步。

关键字

微泡造影剂聚乙烯醇纳米金超声波

简介

在过去的一个世纪里，医学影像领域的技术突飞猛进。许多成像模式被引入并在日常临床实践中常规使用。为了进一步改善诊断结果或治疗计划，需要各种成像方式的信息。因此，混合成像概念应运而生。混合成像以尽可能接近的时间和空间间隔结合来自不同成像方式的信息。成像共配准的发展可分为三个阶段。在第一阶段，医生开始手动叠加不同形态的图像。Wagner[1]报道，早在20世纪60年代，约翰霍普金斯医院就使用x光片作为直线扫描的背景，以提供地理信息。后来，该软件被用于融合医学图像。软件融合最大的挑战是实现具有高度自由度的非刚性器官的精确对齐[2,3]。 The concept of hardware fusion was proposed to simplify the non-rigid registration [3]. The main idea of the hardware fusion was to acquire images from different modalities as close as possible spatially and temporally. As a consequence, the hardware fusion provides more accurate alignment than the pure software fusion of images taken from separate modalities [2].

混合成像最重要的是能够标记代谢和/或功能信息，并具有精确的空间定位[4]。通常，功能信息是通过核成像方式获得的，例如正电子发射断层扫描(PET)或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)。然而，功能信息不仅限于评估某些分子的分布，即代谢。例如，最近有人提出组织刚度的增加是组织病理改变的指标[5-9]。这引入了一类新的与放射性药物吸收无关的生物标志物。此外，针对特定区域的超声造影剂(UCA)可以使超声成像在分子水平上揭示病理过程[10]。另一方面，由于超声成像依赖于操作人员，需要进一步努力将超声图像与其他方式融合。尽管如此，文献中已经进行了一些尝试和报道。例如，Lange et al.[11]开发了一种算法，可以将术前计算机断层扫描(CT)与术中肝脏的3D超声图像进行匹配。

人们对混合型造影剂的兴趣不断提高，导致混合型造影剂的研制跟不上需求。近年来，大多数混合型造影剂是在传统单一形态造影剂的基础上开发出来的。已经有研究将临床批准或研究分级的UCA与其他形态的造影剂结合起来制备混合造影剂。例如，Teraphongphom等人[12]将金纳米颗粒包裹在聚乳酸(PLA) MB的外壳中。Brismar等人[13]将超顺磁性氧化铁纳米颗粒与聚乙烯醇(PVA) MB结合。

此前，我们报道了普通PVA MB和MB与氧化铁纳米颗粒耦合的声学特征[12-14]，用于混合成像，即超声和MRI。在这项研究中，研究了PVA MB在峰值负压(PNP)从50 kPa到300 kPa范围内的非线性行为。此外，还尝试将金纳米颗粒(通常用于临床前计算机断层扫描(CT)的造影剂)和PVA mb结合起来，制备用于计算机断层扫描和超声(CACTUS)的造影剂。金纳米颗粒在PVA MB的壳层形成过程中被添加，预计将被困在PVA壳层中。此外，通过增加PVA外壳的渗透性，可以将大量的金纳米颗粒装载到核心中。据此制备了两个潜在的候选AuNP-S-MB和AuNP-Capsule。候选细胞用光学显微镜观察。测定了MBs悬浮液在基频、二次谐波和三次谐波下的声压衰减系数。利用临床前显微ct对候选CACTUS的x射线特性进行了研究。能见度采用Rose模型进行评估。

材料与方法

材料

偏碘酸钠(NaIO4，纯度>99.0%)和聚乙烯醇(PVA)是美国MO Sigma Aldrich公司的产品。AuroVistTM金纳米颗粒x射线造影剂是Nanoprobes, NY USA的产品。Solveco A(乙醇纯度>99.5%)是瑞典rossberg公司Solveco chemicals AB的产品。

微泡的制备

MB的制作遵循了Zheng等人优化的协议[15]，该协议源自Cavalieri等人[16]。简言之，380毫克NaIO₄加入到预热至80°C的PVA水溶液中，裂解长PVA链，形成远螺旋型PVA。然后，在气液界面处，在配备不锈钢尖端S 25 N - 25 G (UltraTurrax, IKA, Königswinter Germany)的均质机(UltraTurrax, IKA, Königswinter Germany)施加的8000 rpm的强力共享力下，通过远螺旋型PVA交联形成PVA外壳。2小时后形成白色泡沫，代表MB悬浮液。最后一步，在分离漏斗中每隔24小时清洗10次，以去除PVA碎片、碎片或固体颗粒。由此产生的普通mb具有被聚合物外壳包围的空气核，使其成为超声成像有效而稳定的造影剂[13-14,17]。

AuNP-S-MB的制作

AuNP-S-MB的制备过程与普通MB相同，但在PVA外壳形成过程中，用注射泵以5 ml/h的速度向PVA溶液中加入10 ml浓度为4 mg/ml的金纳米颗粒溶液。

增加MB壳体的渗透性

为了增加MB外壳的渗透性，在0.5 ml MB悬浮液中加入1 ml乙醇溶液(Solveco A)。悬液由激振器(MS 3 basic, IKA, Königswinter德国)以500转/分的速度混合1小时。预计由于周围液体[16]的表面张力降低，PVA壳体的渗透性增加。结果，堆芯内的空气被抽空，液体占据了MB堆芯。然后用水代替胶囊周围的乙醇溶液。充液胶囊用离心机(美国VWR公司Galaxy 5D数字微型离心机)以900 g的速度轻度离心10分钟后沉淀。用水取代以乙醇或未转化的充气MB为主的上清溶液，重复5次。

aunp胶囊的制作

将浓度为40mg/ml的金纳米颗粒溶液添加到浓缩胶囊悬浮液中，以负载金。将混合物放置在500转/分的摇床(MS 3 basic, IKA, Königswinter Germany)上1小时，并放置一夜进行被动加载。作为最后一步，周围的金胶囊溶液被水取代。aunp胶囊在900 g速度的轻度离心下沉淀5分钟。用水取代含有金纳米颗粒的上清水溶液，重复5次。

表1列出了候选CACTUS的名称和制造方法的摘要。

表1。本研究中编造的CACTUS候选的总结

候选人	金纳米颗粒加载方法
MB	控制
AuNP-S-MB	金纳米粒子在MB壳的形成过程中被引入
AuNP-Capsule	金纳米颗粒取代了MB的空气核

显微镜研究

使用直立透射光学显微镜(ECLIPSE Ci-S, Nikon, Tokyo, Japan)观察候选者。为了确定大小分布和浓度，将MB、AuNP-S-MB和aunp -胶囊悬浮液稀释20倍，装入Neubauer计数室(Brand GmbH, Wertheim, Germany)的两侧，并在图像采集前放置在显微镜台上10分钟。使用DS-Ri1相机(Nikon, Tokyo, Japan)结合相机控制器Digital sight DS-U3 (Nikon, Tokyo, Japan)，为每个样品在中心周围不同位置的每个腔体侧面获取4张大小为4076 × 3166像素的图像。另外一张聚焦在腔室底部的图像，在那里可以观察到网格，以验证测量尺度。获取的图像通过ImageJ (version 1.5 b, National institutes of health, USA)处理，以确定浓度和大小分布。直方图的高斯拟合是在MATLAB (version R2016a, Massachusetts, USA)中使用拟合函数生成的。

声学特性

采用计算机控制的SNAP-Mark4 (RITEC公司，Warwick, USA)测量系统模型确定了MB悬浮液声衰减系数的压力依赖性。使用中心频率3.5 MHz，直径13 mm， -6dB带宽65%的平面单元件传感器(V382, Olympus NDT, Waltham, USA)作为发射器和接收器。系统的声输出在使用膜水听器装置(Onda Corporation, Sunnyvale, USA)的单独实验中进行了校准。记录PNP、力学指标、脉冲平均强度和时间平均强度。

作为反射器的铝块位于换能器下方，在近场长度范围内，距离约7厘米。在金属块的顶部和换能器与铝块之间放置一个1.4 cm厚的双腔室作为样品容器。将换能器、容器和反射器浸泡在装满脱气水的罐中，并保持在室温下。

为了制备样品，将MB悬浮液稀释到10的浓度⁷毫升^－1．将稀释后的MB悬浮液和水作为参照物，注入腔体的两个对应腔体中。

在0 ~ 12 MHz的频率范围内，分别记录了两束超声在MBs悬浮液和水中传播的功率谱。

图1举例说明了接收到的超声信号的功率谱。通过计算功率谱中相应峰值之间的差值来评估MB在基频、2次和3次谐波处引入的衰减。

图1所示。接收到的超声信号通过MBs悬浮液(蓝色)和水(红色)传播的功率谱

x射线特征

样品的CT图像使用量子FX-CT微型CT (PerkinElmer Inc, MA, USA)获得。将MB、AuNP-S-MB、AuNP-Capsule悬浮液、水、金纳米颗粒溶液、体积为1.5 mL的AuNP-Capsule上清液装入Eppendorf管中制备测试样品。实验共进行了三组:1.;水、MB悬浮液、金纳米颗粒;2.水、AuNP-S-MB和金纳米颗粒;3.水、aunp -胶囊悬浮液和aunp -胶囊上清液。样品和参比固定在塑料支架上，放置在扫描区域中心的微型ct台上。测量是在室温下进行的。 The micro-CT was operated at varied voltages of 50kV, 70kV and 90kV with the current of 200 mA, and exposure time of 120s. The data of the measurement was processed by MiaLab (Mia-Solution AB, Stockholm, Sweden) [18]. The threshold-based segmentation was applied to segment volume of interest for each sample.

对比噪声比(CNR):水和MB;2.水和AuNP-S-MB;3.水和金纳米颗粒溶液;4.水和aunp胶囊按公式1计算

(1）

其中M_年代和M_w为感兴趣体积的样品和水的平均ct数。的σ_年代和σ_w分别为感兴趣体积中样品的ct数和水的ct数的标准差。N对应感兴趣体积内的体素数。

最小可检测尺寸根据Rose[19]提出的样品可检测性准则进行估计，阈值设置为5。采用Rose标准如下:

（2）

在V_d最小可检测体积V_体素图像的每个体素的体积和CNR是多少_光伏每体素的对比度与噪点比是否等于根据公式1。

结果与讨论

显微镜研究

图2-4展示了普通PVA MB、AuNP-S-MB和AuNP-Capsule的代表性图像以及数量和体积分布的测量结果。从每种类型的约2000至4500个微泡的测量中获得了数量和体积分布。数量分布是评估包括小颗粒在内的整个气泡群的重要参数，因为CT衰减取决于所呈现的造影剂的总量。然而，从声学角度来看，体积分布是一个更吸引人的特征参数，因为声散射效率与外径的6次方成正比。然而，在目前的研究中，由于研究的多模态性质，我们决定报告两种分布。显微镜图像的背景颜色变化是由光照和自动调白功能引起的。但是，这些变化不会影响结果。

图2。左侧为典型的普通MB显微图像。由普通MB的数量和体积归一化的频率分布，并伴随着相应的高斯拟合在右侧

图3。左侧为AuNP-S-MB的代表性显微图像。AuNP-S-MB的数量和体积归一化的频率分布与相应的高斯分布相匹配

图4。左侧为AuNP-Capsule的代表性显微图像。将AuNP-Capsule的数量和体积归一化后的频率分布与相应的高斯分布拟合在右侧

MB、AuNP-S-MB和AuNP-Capsule的平均直径分别为3.4±0.8、3.2±0.7和3.5±0.8µm。

MB、AuNP-S-MB和AuNP-Capsule的平均直径分别为3.9±0.9、3.6±0.7和4.1±1.0µm。

在相同的图中，这些线展示了直径分布的高斯拟合，使用与实验确定的平均值和标准差相等的值获得。

MB、AuNP-S-MB和aunp -胶囊的初始浓度为1.87·10⁸， 1.28·10⁸和2.84·10⁸毫升^－1分别。

普通PVA MB、AuNP-S-MB和aunp -胶囊的尺寸分布与其他市售或研究级微气泡处于相同的范围内。普通PVA MB、AuNP-S-MB和AuNP-Capsule的平均直径见表2。这些值似乎比其他市售微泡略高，表明充液胶囊的潜在吞咽效果。然而，值得报道的是，大多数普通PVA MB、AuNP-S-MB和aunp -胶囊粒径分布窄，外径小于8µm，使其成为真正的血管内造影剂，不会阻碍肺微血管循环内的流动[20]。此外，预计该尺寸的微泡将在临床诊断超声频率1 - 15 MHz[21]范围内发生共振。

表2。某些超声造影剂的平均直径

超声造影剂	平均直径(µm)
PVA MB	3.4
AuNP-S-MB	3.2
AuNP-Capsule	3．5
充盈™	2.522
聚乳酸微泡	2．223
金纳米颗粒负载聚乳酸(PLA)微泡	1.723
Echovist™	2．024
看到微	3．025

值得一提的是，在制造过程中，金纳米颗粒引入mb外壳后，平均直径略有减小(AuNP-S-MB)。纳米颗粒可能作为远旋聚乙烯醇链的额外交联中心，使外壳更紧凑，从而减小了直径。

另一方面，液体填充的aunp胶囊的平均直径增大，这可能是由于暴露于乙醇溶液后，壳的渗透性发生了变化。贝壳可能会吞咽，变得更像与周围液体饱和的水凝胶。

研究发现，从数量分布中评估的平均直径不受制造过程的影响，本研究中考虑的所有颗粒均保持在3微米以内。然而，在液体填充的aunp胶囊中观察到更多大于5µm的颗粒。充气平面mb和AuNP-S-MB的粒子数分布几乎相同，AuNP-S-MB的粒子数分布向小粒子方向略微偏移。

在其他研究中[16,22,23]，使用动态光散射(DSL)分析MB的大小分布，使用细胞仪确定MB的浓度。与这些方法相比，本研究中使用的显微镜评估提供了更多关于颗粒聚集和颗粒相互作用的信息。另一方面，显微镜研究只观察样品的一个平面，这可能会产生观察偏差。例如，普通PVA MB、AuNP-S-MB和AuNP-Capsule的直径被系统地低估了，因为MBs的赤道平面并不总是在显微镜的聚焦平面上。

声衰减

水与普通MB悬浮液之间的声衰减系数的压力依赖性如图5所示。在基频、二次和三次谐波下，得到了MB悬浮液的声衰减系数。MB悬浮液的浓度为10⁷毫升^－1．

图5。MB悬浮在基频、二次和三次谐波中的衰减系数

MBs行为的三个特征区域可以被识别:

在第一个区域，即压力低于100 kPa时，衰减系数在基频3.5 MHz时保持在4.2 dB/(cm·MHz)左右，而在二次和三次谐波分别为7和10.5 MHz时，衰减系数随压力的增加而单调增加。

在第二个区域，即在100kPa ~ 230kPa压力下，基频衰减系数下降到3 dB/(cm·MHz)左右的平台。对于二次谐波，衰减系数在160 kPa时达到3.3 dB/(cm·MHz)左右的峰值，然后开始下降。三次谐波处的衰减系数从1.5 dB/(cm·MHz)持续增加到1.9 dB/(cm·MHz)。

在第3个区域，即压力大于230kPa时，基频和二次谐波衰减系数单调下降，从约2.1 dB/(cm·MHz)下降到1.65 dB/(cm·MHz)。三次谐波的衰减系数也从1.75左右下降到1.55 dB/(cm·MHz)。

Grishenkov等人此前报道了普通PVA MB的大量声学特性表征，如后向散射功率、声衰减系数、相速度和破裂压力阈值[13,24]。在本研究中，我们研究了MB从线性行为到非线性行为的转变。超声测试结果显示，MB在峰值负压(PNP)低于100 kPa时呈线性振荡。MB在基频处的衰减系数基本不变，而在二、三次谐波处的衰减系数略有增大。因此，可以认为MB吸收和散射的能量与输入能量无关，在PNP低于100 kPa时，MB呈线性振荡。另一方面，在PNP值为100 ~ 230 kPa范围内，基频衰减系数降至较低的平台值。衰减系数首先增大，在PNP约160 kPa处达到峰值，然后在二次谐波处下降，在三次谐波处单调增大。这表明PVA MB在基频处吸收或散射的能量较少，而在较高频率处吸收或散射的能量较多。当PNP大于230 kPa时，衰减系数在本研究所考虑的所有频率上都有所下降。这表明能量被转移到更高的频率。另一种可能是MBs发生惯性空化和破裂，导致被记录的信号在时域为瞬态信号，频域为宽带信号[25]。

PVA MB的非线性特性有可能被用于开发谐波对比脉冲序列，以进一步增强超声成像技术中的对比度。如果对二次和三次谐波特别感兴趣，则PNP应控制在100至230千帕之间的一定范围内，以防止能量转移到更高的谐波或破坏mb。

Shi等人进行了类似的研究。[26]。Levovist散射信号中急剧增加的次谐波分量^TM当声压达到300 kPa时，出现MB，表明Levovist的非线性行为更加明显^TMMB。

没有对AuNP-Capsule进行超声检测，因为AuNP-Capsule的气芯没有恢复。在另一项类似的研究中，Ke等人[27]制造了金纳米壳微胶囊(GNS-MCs)。采用冻干技术将囊泡水升华，在微胶囊内形成气芯。在一项初步研究中，作者采用冻干法对普通枸杞进行还原。冻干是一种很有前景的恢复aunp胶囊气芯的方法。

x射线特征

采用临床前显微ct扫描检测MB、AuNP-S-MB、aunp -胶囊上清液和aunp -胶囊的ct -数。结果如图6所示。

图6。左侧为典型CT图像。右侧为CACTUS候选ct编号和AuNP-Capsule上清

在50 kV操作电压下，纳米金悬浊液的ct值最高，约为75 HU, aunp -胶囊为25 HU，上清液为8 HU。值得报道的是，在其他70和90千伏的工作电压中也可以观察到同样的趋势。而当工作电压从50 kV增加到90 kV时，ct值单调降低。

以AuNP-Capsule上清样品为参考，演示了将含有金纳米颗粒的mb加载到核心后的洗涤步骤的效率。预计ct值在水类上清液介质中为最低值。实验表明，部分金纳米颗粒仍可能存在于介质中，即在50 kV下的CT-number约为8 HU。在较高的工作电压(即70和90 kV)下的实验进一步证实了这一事实，CT-number的水平下降到约4 HU。

与充液样品相反，充气MB和双模态造影剂AuNP-S-MB对所施加的操作电压的依赖性不强。在本研究中所考虑的所有工作电压下，两种充气样品的ct数非常相似，且在所有样品中最低，约为4hu。

每个样本的每体素的CNR如图7所示。

图7。每体素样品和aunp -胶囊上清的CNR

在90 kV操作电压下，纳米金颗粒的CNR最高，为1.45，其次为aunp -胶囊和aunp -胶囊上清液，CNR分别在0.65和0.2左右。与之前一样，含或不含靶纳米颗粒的充气mb显示每体素的最低CNR约为0.1。当工作电压从90 kV降低到50 kV时，所有样品的CNR均略有下降。

最小可探测体积V_d被估计为有前途的双模态制剂候选人，也就是说,AuNP-Capsule，如图8所示。图8所示为相同浓度的金纳米颗粒溶液的对比结果

图8。aunp胶囊悬浮液和金纳米颗粒溶液的最小可检测体积

最小的V_d在90 kV操作电压下，aunp胶囊的悬浮量约为0.17µL。随着电压的降低，在50 kV时，最小可检测体积增加到0.22 μ L。在金纳米颗粒的悬浮液中观察到同样的单调增加的趋势，其中V_d从大约0.03 μ L增加到0.06 μ L。

CT结果表明，普通MB悬浮液和AuNP-S-MB悬浮液的每体素CNR都很低，这表明在MB外壳形成过程中，在200 ml的PVA溶液中加入浓度为4 mg/ml的纳米金溶液，MB的CT数没有发生明显变化，因此，本研究可用的商用micro-CT不足以检测到嵌入的纳米金颗粒数量。

最后一次清洗AuNP-Capsule的上清液的ct值与水几乎相同，这表明大多数ct值高于水的物质都在胶囊内部。

aunp胶囊的ct值高于水、上清液和两种充气mb。因此，金纳米颗粒被纳入胶囊的核心。

当工作电压从70 kV到90 kV时，金纳米颗粒或aunp胶囊的CNR预计会急剧增加，因为在80.7 kV时金有一个k边，此时金的ct数急剧增加。然而，没有观察到CNR的急剧增加。作者认为，这是由于在90 kV的工作电压下，能量高于80.7 keV的光子数量有限所致。通过增加过滤器，可以增加能量高于80.7 keV的光子的百分比。然而，光子的总量也会减少，从而增加了结果图像中的噪声。因此，应用滤波器后CNR的改善是值得怀疑的。

在一项以金纳米颗粒作为x射线造影剂的参考研究中，Wang等人报道，静脉注射和腹腔注射靶向金纳米颗粒可使靶向组织的ct -数增加约25 HU，而瘤内注射可使ct -数增加150 HU。Eck等人报道，注射非特异性靶向金纳米颗粒可使腹股沟淋巴结ct -数增加小于50 HU。在我们的研究中，aunp胶囊使水的ct值增加了约22 HU，这与Wang和Eck的结果相当。

Ke等人进行了一项有趣的研究，评估了表面播种法在GNS-MCs周围形成金纳米壳的应用。能量色散x射线能谱测试表明，金壳是在UCA周围形成的。不幸的是，这项研究的目的仅限于通过为UCA引入更大的声阻抗失配来增强超声成像，以及通过使用金纳米颗粒进行光热治疗。制备的微器件的双模态成像潜力未被识别，因此ct数未报告。

相反，在Teraphongphom的研究[23]中，金纳米颗粒的ct数捕获了MB，浓度范围约为1.6·10⁸3.2·10⁹毫升^－1并进行CT检查。当浓度达到1.2·10左右时，MBs可以清晰可见⁹毫升^－1．在本研究中，样品浓度保持在10水平⁸毫升^－1．因此，我们的结果仅在两个最低浓度情景下与参考研究具有可比性。Teraphongphom等人报道，对于这些浓度，金纳米颗粒包裹的mb不能清晰可见。

在本文中，双模态造影剂浓度高于10的CT-number⁹毫升^－1由于两个原因没有被评估。第一，实现局部浓度高于10⁹毫升^－1在临床情况下需要特定的靶向[28]或外部积聚力量[12]。其次，局部高浓度的UCA会在超声图像[29]中产生“阴影”伪影。

然而，值得注意的是Teraphongphom的研究[23]在CT图像的工作电压扩展范围高达100 kV的优点。因此，我们有理由认为，在他们的CT图像中，黄金的k边效应得到了充分的利用，并且更加明显。

Teraphongphom的研究[23]用定性方法评估了金纳米颗粒捕获MB，而我们的研究则进行了定量分析，以评估潜在CACTUS候选物的性能。定量分析使结果更加客观。然而，本研究中使用的定量方法有局限性，并且是基于假设。

最小可探测体积V_d根据Rose[19]的参考研究，根据可能的最佳检测性能计算。这里有一个隐藏的假设，即先前的信息，如可能的信号大小、形状和位置是可用的。在临床前设置甚至进一步的临床实践中，先验信息是未知的，使得V_d大得多。此外，假定由随机误差引起的噪声占主导地位，因此用作噪声的近似。

CT图像中的噪声来自于系统误差和随机误差。为尽量减少系统误差，我们采取了以下措施:

• 请微型ct制造商提供校准服务。
• 将样品定位在扫描仪体积的中心，其中相同样品的ct数是恒定的。
• 在所有测试中包括水，以减少潜在的影响和偏差。

随机误差可能是由光子计数和电子元件的波动引起的。随机误差引起的噪声估计为样品和水的ct数标准差的二次平均值。观测到光子的概率服从泊松分布。因此，低ct数(透射光子数更多)的样品，光子计数波动的影响比高ct数的样品要小。本研究观察到了这一现象。水、PVA MB和AuNP-S-MB悬浮液具有相似的噪声，且比aunp -胶囊悬浮液和金纳米颗粒悬浮液低。

结论

在本研究中，研究了PVA MB在50 ~ 300 kPa压力范围内的声学特性。结果表明，当压力大于100 kPa时，MB的非线性行为开始形成。MB吸收或散射的能量从基频转移到2次和3次谐波。当压力进一步增加到300千帕时，这种影响更加明显。

对普通PVA MB悬浮液、双模态造影剂(AuNP-S-MB和aunp -胶囊)进行的光学显微镜测试显示，它们的粒径分布在2.5至4.5微米之间，这使得它们能够通过毛细血管。

显微ct测试显示，在本研究中考虑的所有操作电压(70、80和90 kV)下，都可以检测到aunp -胶囊悬浮液，其浓度与UCA在临床实践中常规使用的浓度水平相似。在90 kV下，AuNP-Capsule样品的最小可检测体积估计约为0.17µL。结果表明，通过增加PVA外壳的渗透性将金纳米颗粒加载到MBs的核心，是开发用于CT和超声的双模态造影剂的一个有希望的步骤。未来的工作将集中于通过冷冻干燥或进一步化学处理MBs悬浮液来恢复aunp -胶囊的气体核心。

资助声明

陈宏博士研究生由中国留学基金委录用

确认

陈h .非常感谢中国留学基金委提供的奖学金资金支持，以及与D. Marlevi和M. Colarieti-Tosti的有益讨论。这项研究在瑞典卡罗林斯卡大学医院的临床前成像设施、临床前实验室进行，由卡罗林斯卡大学医院、创新医学中心和KTH Jonnasson成像中心的研究和教育基金资助。

本文是根据第23届欧洲超声对比成像研讨会上发表的“聚合物微泡作为超声和计算机断层扫描的双模态造影剂”的会议摘要而发展起来的。作者感谢在会议上收到的所有有价值的反馈。

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