Factor de contraste acústico

El factor de contraste acústico es un número utilizado para describir la relación entre las densidades y las velocidades del sonido (o, de manera equivalente debido a la forma de la expresión, las densidades y compresibilidades ) de dos medios. Se utiliza con mayor frecuencia en el contexto de las técnicas biomédicas de imágenes ultrasónicas que utilizan agentes de contraste acústico y en el campo de la manipulación ultrasónica de partículas (acustoforesis) mucho más pequeñas que la longitud de onda .utilizando ondas estacionarias ultrasónicas. En este último contexto, el factor de contraste acústico es el número que, según su signo, indica si un determinado tipo de partícula en un determinado medio será atraída por los nodos o antinodos de presión .

En un campo de ondas estacionarias ultrasónicas, una pequeña partícula esférica ( , donde es el radio de la partícula y es la longitud de onda) suspendida en un fluido no viscoso se moverá bajo el efecto de una fuerza de radiación acústica. La dirección de su movimiento se rige por las propiedades físicas de la partícula y el medio circundante, expresado en forma de un factor de contraste acustoforético . ^{[1] [2]}${\displaystyle a\ll\lambda}$${\ estilo de visualización a}$${\ estilo de visualización \ lambda}$${\ estilo de visualización \ phi}$

Dadas las compresibilidades y las densidades y del medio y la partícula, respectivamente, el factor de contraste acústico se puede expresar como: ^[2]${\ estilo de visualización \ beta _ {m}}$${\ estilo de visualización \ beta _ {p}}$${\ estilo de visualización \ rho _ {m}}$${\ estilo de visualización \ rho _ {p}}$${\ estilo de visualización \ phi}$

Para un valor positivo de , las partículas serán atraídas a los nodos de presión.${\ estilo de visualización \ phi}$

Para un valor negativo de , las partículas serán atraídas por los antinodos de presión.${\ estilo de visualización \ phi}$

La figura muestra la sección transversal de un canal recto, de paredes duras (gris), lleno de agua (azul) con una resonancia de presión de media longitud de onda ultrasónica estacionaria unidimensional (curva verde). F _rad es la fuerza de radiación sobre una pequeña partícula suspendida. Las partículas que tienen un factor de contraste positivo (rojo) en el agua se mueven a los nodos de presión, mientras que las partículas con un factor de contraste negativo (amarillo) en el agua se mueven a los nodos antipresión.