Ultralydskavitation

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 5. februar 2017; checks kræver 11 redigeringer .

Ultralydskavitation  er dannelsen og aktiviteten af ​​gas- eller dampbobler (hulrum) i et medium, der er bestrålet med ultralyd , såvel som de virkninger, der opstår som følge af deres interaktion med mediet og med det akustiske felt [1] [2] [3] [4 ] ] . Der er to meget forskellige typer af ultralydskavitation. Den første af dem er inerti kavitation, hvis natur er forbundet med dannelsen af ​​gas-damp hulrum i væsken på grund af udvidelsen af ​​væsken under den negative halvcyklus af svingninger i den akustiske bølge. Efter starten af ​​kompressionshalvcyklussen kollapser disse hulrum brat, og lokal opvarmning og hydrodynamiske forstyrrelser opstår i form af mikrochokbølger, kumulative stråler og væskemikrostrømme. Den anden type er ikke-inertiel kavitation, karakteriseret ved svingninger af langtidsstabile gasbobler [1] [2] [3] [4] . Hvis tærsklen for inerti kavitation overskrides, så kan begge typer kavitation optræde samtidigt, især i betragtning af at det akustiske felt normalt er inhomogent.

I nogle tilfælde har ultralydskavitation skadelige virkninger, og så bør man søge måder at forhindre dens forekomst. Så, der opstår på overfladen af ​​akustiske emittere, ødelægger kavitation denne overflade. Samtidig er akustisk kavitation med succes brugt i ultralydsteknologi, for eksempel til rengøring af forurenede dele, afgratning, dispersion , emulgering, til dannelse af aerosoler osv. Kavitation har fundet særlig bred og nyttig anvendelse i medicinske anvendelser af ultralyd, især inden for kirurgi [1] [4] .

Historie, terminologi

I litteraturen om fysisk og teknisk akustik , der blev offentliggjort for kun få årtier siden , betød ultralydskavitation normalt dannelsen af ​​diskontinuiteter i det flydende medium under påvirkning af trækspændinger i sjældningsfasen, fremkomsten af ​​ustabile damp-gas-hulrum og den efterfølgende kollaps af disse hulrum i kompressionsfasen [5] [6] [7] . Sådanne fænomener svarer til begreberne "ustabil" [8] , "sand", "damp", "forbigående", "rigtig" kavitation , man støder på i litteraturen . Senere, for at beskrive denne type kavitation, begyndte en række forfattere at bruge udtrykket "inertial" kavitation, da den kinetiske energi , der er lagret i væsken, overføres til boblen og kontrollerer dens bevægelse under kollapset. I 1996, på World Federation of Ultrasound in Medicine and Biology Symposium on the Safety of Medical Ultrasound, blev dette udtryk "legaliseret" til at beskrive denne type kavitation [3] .

Den fysiske natur og manifestationer af inerti (ustabil) ultralydskavitation er blevet overvejet i detaljer i mange anmeldelsesartikler og bøger [1] [2] [4] [5] [7] [9] [10] [11] [12] [13] . Et af de vigtige fysiske fænomener, der opstår ved fremkomsten af ​​ustabile hulrum, er dannelsen og den efterfølgende udbredelse af stødbølger [1] [11] .

Senere begyndte udtrykket kavitation imidlertid ikke kun at blive forstået som inerti kavitation, hvis definition er givet ovenfor, men også enhver aktivitet af bobler, enten tidligere eksisterede i mediet eller skabt under påvirkning af ultralyd, herunder vibrationer af lange -term, stabile gasbobler [9 ] [13] . Disse bobler kan samles eller vokse til synlige størrelser ved såkaldt ensrettet eller rettet diffusion [1] [6] [7] . Essensen af ​​dette fænomen er, at gassen i løbet af perioden med akustiske svingninger diffunderer ind i boblen under sjældne fase og derefter forlader den under kompressionsfasen. Da overfladen af ​​boblen i sjældne fase er meget større end i kompressionsfasen, ledes den resulterende gasstrøm inde i boblen, hvilket får boblen til at vokse. Stabile bobler eksisterer i mange tusinde eller millioner af cyklusser af ultralydsvibrationer, mens levetiden for inerti-kavitationsbobler normalt er sammenlignelig med varigheden af ​​flere cyklusser.

Denne type kavitation omtales ofte som "stabil" kavitation [8] , fordi den i det væsentlige svarer til udseendet af et felt af stabile bobler og ikke er ledsaget af de fysiske effekter, der er karakteristiske for ustabil ultralydskavitation. Men symposiet [3] nævnt ovenfor for at beskrive denne type kavitation "legitimerede" brugen af ​​udtrykket "ikke-inertial" kavitation, som derefter blev almindeligt accepteret. Forekomsten af ​​stabilt eksisterende bobler kan føre til forskellige, især biologiske effekter (deformation af vævs mikrostruktur, dannelse af små akustiske strømme  - mikrostrømme osv.), men dette fænomen er ikke så hurtigt, eksplosivt som inerti akustisk kavitation. Det skal bemærkes, at tærskelværdierne for den ultralydsintensitet, der kræves til dannelsen af ​​inertielle (ustabile) kavitationshulrum, er meget højere end for dannelsen af ​​ikke-inertielle (stabile) bobler.

Kavitationsbakterier

Vævssprængninger dannes på kavitationskerner eller "svage punkter" i det flydende medium. Mekanismen for langsigtet eksistens (stabilisering) af svage punkter i væsker, som overvejende er mikroskopiske gasbobler, har længe været betragtet som et mysterium og har været genstand for diskussion i lang tid. Faktum er, at store bobler bør flyde op på grund af Stokes opdriftskraft (f.eks. er opstigningshastigheden for en boble med en radius på 10 μm 0,2 mm/s), og små bobler bør opløses under påvirkning af tryk pga. overfladespænding 2σ/R , hvor σ  er overfladespændingskoefficienten ved grænsefladen mellem gas og væske, og R  er bobleradius. For eksempel, for en boble med en radius på 1 μm, er dette ekstra tryk 1,5 atm. For at forklare fremkomsten og den stabile eksistens i væsker af gasbobler - kavitationskerner var forskellige mekanismer involveret, som blev overvejet i detaljer i en række bøger og anmeldelser [5] [6] [7] . Det blev således vist, at kavitationskerner kontinuerligt kan skabes i vand under påvirkning af kosmiske stråler , neutroner og andre højenergipartikler [5] . Fox og Hertzfeld [14] foreslog, at organiske molekyler kan danne en skal på overfladen af ​​en boble, som forhindrer gas i at diffundere fra den. En anden teori er relateret til tilstedeværelsen af ​​mikrorevner i støvkorn og urenhedspartikler; disse mikrorevner, såvel som faste partikler, kan tjene som gasfælder.

For biologiske strukturer er "svage punkter" sandsynligvis mikroskopiske gasbobler dækket med en film af organiske urenheder, som altid er til stede i væv, der normalt er mættet med gas, og som også er placeret i urenhedsrevner eller membranporer. Disse bobler kan detekteres ved hjælp af specielle akustiske metoder [15] . En anden type "svage punkt" i biologiske strukturer kan være grænsefladen mellem forskellige væv eller medier, såsom blod- og blodkarvægge. Kavitationskerner kan skabes med vilje, for eksempel ved brug af ultralydsekkokontrastmidler [16] .

Kavitationstærskler

I tilfælde af at vandet ville være helt rent og ikke ville indeholde nogen damp-gas indeslutninger, kunne det modstå trækspændinger i størrelsesordenen 1000 MPa [5] . Men på grund af den spontane fremkomst af dampbobler i det, falder den teoretiske styrke af vand med en størrelsesorden og beløber sig til 100 MPa [5] . Den reelle styrke af vand i kontakt med luft og atmosfærisk støv viser sig at være lig med enheder og endda fraktioner af megapascal [5] . Ifølge Flynns rammende bemærkning [6] behøver noget vand under virkelige forhold ikke at blive revet fra hinanden – det er allerede revet fra hinanden af ​​kavitationskernerne i det.

Ved brug af plane ultralydsbølger i megahertz-frekvensområdet kan kavitation i flydende medier, især biologiske medier med et normalt gasindhold, forekomme ved intensiteter på kun 0,3 W/cm 2 , det vil sige ved lydtrykamplituder svarende til ca. 1 atm. eller 0, 1 ( 17 ) [18] . I den pulserede bestrålingstilstand såvel som med en stigning i frekvensen af ​​ultralyd, med en stigning i mediets viskositet og med et fald i dets gasindhold, øges kavitationstærsklerne mærkbart, men overstiger normalt ikke flere atmosfærer. Men når fokuseret ultralyd bruges i lignende situationer, øges kavitationstærskler betydeligt (med flere størrelsesordener) sammenlignet med tærskler i flade ultralydsfelter. For eksempel opstår kavitation i forsøgsdyrs hjernevæv ved ultralydsintensiteter i fokalområdet på hundreder og tusinder af W/cm2 [ 19] . Det blev også vist, at kavitationstærsklerne i muskelvævet hos en hund i frekvensområdet 0,25-1,7 MHz var 5 MPa·MHz −1 udtrykt i lydtryk [20] , hvilket for en frekvens på 1 MHz er 50 gange højere end den ovennævnte kavitationstærskel i fladt felt. Årsagen til en så kraftig stigning i kavitationstærskler ved brug af fokuseret ultralyd er forbundet med en række faktorer. Først og fremmest er volumenet af fokusområdet af den fokuserende radiator meget mindre end påvirkningsområdet ved brug af plane ultralydsbølger; derfor er sandsynligheden for at finde kavitationskerner i fokalområdet også lav.

En anden vigtig faktor er, at der ved fokuseret ultralyd sker kavitation i selve det flydende medium, og ved plane ultralydsbølger sker det primært ved grænsefladen mellem emitteren og væsken. Da enhver, selv en velpoleret overflade af emitteren, altid er mikrorevner fyldt med luft og er "generatorer" af kavitationskerner [5] [6] [7] , bidrager tilstedeværelsen af ​​sådanne grænseflader altid til et kraftigt fald i mediets kavitationsstyrke. Kavitationshulen, som opstod fra den indledende kavitationskim, spaltes ved sammenbrud i flere mikroskopiske gas-dampbobler [5] , der tjener som færdige kerner, hvorpå nye kavitationshulrum vil udvikle sig i efterfølgende cyklusser af ultralydsvibrationer. Denne proces vokser som en lavine, indtil en vis steady state er nået, svarende til udseendet af udviklet kavitation i et flydende medium. I dette tilfælde er der mange kavitationskerner i mediet, og mediets kavitationsstyrke svarer ikke længere til den oprindelige styrke.

I praksis afhænger intensiteten af ​​ultralyd, ved hvilken kavitation forekommer i testprøven (for eksempel væv), væsentligt af mange faktorer: konfigurationen af ​​ultralydsfeltet i mediet, mediets renhed, gasindhold, viskositet, temperatur, eksternt tryk, historien om eksponering for ultralyd, hyppigheden af ​​ultralyd osv. [1] . For eksempel, med en stigning i eksternt tryk, øges kavitationstærsklen. Den akustiske trykamplitude, der kræves for at initiere kavitation, falder, efterhånden som gasindholdet i den bestrålede væske stiger. Med en stigning i mediets temperatur falder kavitationstærsklen i det, og med en stigning i viskositeten stiger den. Værdierne for kavitationstærskler i væv præsenteret i litteraturen er således meningsløse uden en detaljeret beskrivelse af de forhold, hvorunder de blev målt. Ifølge offentliggjorte data kan værdierne af kavitationstærskler i vand ved en frekvens på 1 MHz således variere fra 1 til 2,7·10 3 W/cm 2 [21] .

Kavitationsstøj, subharmoniske og ultraharmoniske

Kavitationsbobler udsender lyd, der kan optages og analyseres. Målinger af kavitationsstøj gør det muligt ikke kun at bestemme mediets kavitationsstyrke, men også i nogle tilfælde at vurdere graden af ​​udvikling af kavitation. Ved lave intensiteter under tærskelværdien udsendes kun signalet for den grundlæggende frekvens af ultralyd f i mediet . Men efterhånden som intensiteten stiger, bliver spektret af det udsendte signal mere komplekst og kan omfatte højere harmoniske (f.eks. 2 f ), underharmoniske ( f /2, f /3 osv.) og ultraharmoniske (2 n +1) f/2 [ 1] [22] . Forekomsten af ​​en harmonisk eller subharmonisk i signalspektret anses for at være en indikator for boblens ikke-lineære bevægelse. Fremkomsten af ​​f /2 subharmonisk er blevet mest aktivt undersøgt , da det er for den, at der er opnået flere beviser for eksistensen af ​​en sammenhæng mellem lydstråling og registrerede biologiske effekter [1] [22] .

Ikke desto mindre diskuteres mekanismen for forekomst af subharmoniske, især for ikke-inertiel (stabil) kavitation, stadig [1] . For inerti (ikke-stationær) kavitation er det tilsyneladende klarere, da ved en relativt høj lydintensitet kan en subharmonisk udsendes af bobler, hvis levetid før kollaps er to perioder med ultralydsvibrationer. Sandsynligvis er mekanismen for emission af f /3 subharmonisk den samme. Det er også kendt, at når kavitationsaktivitet forekommer i et ultralydsfelt, stiger niveauet af hvid støj, det vil sige et signal med et kontinuerligt spektrum i et bredt frekvensbånd. Mekanismen for dens forekomst er forbundet med flere effekter: excitation af bobleoverfladen, forstyrrelser i mediet som følge af den hurtige bevægelse af bobler i et højintensitetsfelt og dannelsen af ​​stødbølger, når boblerne kollapser [1] .

Sonoluminescens

Et mål for inerti kavitationsaktivitet er måling af sonoluminescens [23] (dvs. emissionen af ​​lys fra en væske bestrålet med ultralyd), som blev registreret selv ved ultralydsparametre, der er karakteristiske for den diagnostiske anvendelse af ultralyd [24] . Når man studerer mekanismerne for sonoluminescens (de kan stadig ikke betragtes som helt klare), er forskere stødt på følgende fakta [1] :

• glød falder med stigende ultralydsfrekvens og observeres ikke ved frekvenser over 2 MHz;

• glød forekommer ved en vis tærskelintensitet af ultralyd og stiger derefter med stigende intensitet, men kan forsvinde, når en meget høj intensitet nås;

• gløden aftager med stigende ydre tryk;

• gløden aftager med stigende middeltemperatur.

Sonoluminescens er en nyttig teknik til at studere og overvåge kavitation i væsker. Denne metode er dog ikke anvendelig til undersøgelse af kavitation i uigennemsigtigt væv.

Metoder til at kontrollere kavitation

Forskellige metoder kan bruges til at kontrollere kavitation: fysisk (herunder akustisk), kemisk og biologisk (hovedsageligt histologisk) [1] [2] [4] [25] [26] . Nogle af de udviklede metoder er kun egnede til at kontrollere kavitation i biologiske suspensioner . Sådanne er for eksempel metoder baseret på den visuelle registrering af kavitationshulrum, undersøgelsen af ​​ændringer i lysstrømmen, der passerer gennem et medium med kavitationsbobler, undersøgelsen af ​​kemiske ændringer i mediet (f.eks. processerne for frigivelse af frit jod fra en opløsning af kaliumiodid), undersøgelsen af ​​nedbrydningen af ​​makromolekyler , luminescens , etc. Disse metoder er diskuteret tilstrækkeligt detaljeret i ovenstående anmeldelser og bøger.

For at kontrollere kavitation i uigennemsigtigt biologisk væv in vivo , akustiske metoder baseret på registrering af bredbånds akustisk støj eller subharmoniske støj, der opstår ved tilstedeværelse af ultralydskavitation i mediet [1] [4] [9] [19] [20] [22] er mest udbredt . Kavitationsstøj kan overvåges og analyseres ved hjælp af hydrofoner , hvorfra signalet føres til spektrumanalysatorer , filtre indstillet til en bestemt frekvens (for eksempel subharmonisk) eller selektive voltmetre . Andre akustiske metoder blev også brugt: ultralydsbilleddannelse ( hovedsageligt B-scanning), ultralydsspredning, anden harmonisk stråling osv. [1] [3] [4] [11] .

En metode til måling af kavitationstærskler har længe været kendt, baseret på overvågning af ændringer i impedansen af ​​en bestrålet væske under dannelsen af ​​kavitationsbobler i den. Det har vist sig, at impedansen af ​​vand i et kraftigt ultralydsfelt kan falde op til 60 % [27] . Impedansovervågning kan udføres ved at måle ændringen i det elektriske signal over transduceren.

Resultaterne af målinger af kavitationsaktivitet er væsentligt forvrænget, hvis en hydrofon placeres i fokalområdet. Derfor udvikles der metoder, der gør det muligt at udføre sådanne målinger på afstand. For at kontrollere kavitation i dyrenes hjernevæv blev der således brugt en "berøringsfri" akustisk metode, baseret på brugen af ​​en fokuserende emitter som modtager, mens en subharmonisk optages [28] . eller kavitationsstøj [29] .

En enhed er blevet udviklet til at kontrollere kavitation skabt i væv ved hjælp af en lithotripter [30] . Enheden, kaldet en passiv kavitationsdetektor, består af to ortogonale konfokale modtagere, hvis fokale områder skærer hinanden. Tværdimensionen af ​​det målte volumen er ca. 5 mm. Præcis justering af modtagernes placering i rummet blev opnået ved hjælp af en miniaturehydrofon installeret i brændpunktet. En række forfattere [29] [30] [31] er dedikeret til det særlige ved måling af kavitation i lithotripters fokale region . [32] .

Fiberoptiske hydrofoner bruges også til at detektere kavitation , hvor måling af tryk er baseret på brugen af ​​en ultralydsinduceret ændring i mediets brydningsindeks [33] . En sådan hydrofons egenskaber og testdata er beskrevet detaljeret [34] .

Industrielle applikationer

Ultralydskavitation bruges til rensning af faste stoffer (især kirurgiske instrumenter), afgratning, dispergering , emulgering, til dannelse af aerosoler og befugtning af lokaler, i fødevareindustrien osv. [5] .

Medicinske applikationer

Metoder baseret på brugen af ​​inerti akustisk kavitation er blevet aktivt udviklet i medicinske anvendelser af højeffekt fokuseret ultralyd. Det blev antaget, at kavitationsmetoden for eksponering for væv skulle undgås på grund af den sandsynlige karakter af forekomsten af ​​kavitation og den dårlige reproducerbarhed af formen og placeringen af ​​den resulterende skade. På trods af dette blev det vist, at kavitationseksponeringsmetoden i en række tilfælde ikke kun er et alternativ til den generelt accepterede og mest almindeligt anvendte termiske eksponeringsmetode for væv, men i det væsentlige bliver den eneste mulige (og samtidig sikre ) måde at implementere sådanne applikationer på [4] .

For eksempel kan kavitationstilstanden bruges til ultralydsdestruktion af dybe hjernestrukturer (ultralyd neurokirurgi) gennem et intakt kranium. I dette tilfælde vil brugen af ​​den traditionelle termiske eksponeringstilstand uundgåeligt føre til termisk skade på kranieknoglen på grund af den høje absorption af ultralyd i den, mens ultralydskavitationstilstanden kan være ganske acceptabel for at nå målet [4] . Kavitation kan bruges til at ødelægge cellemembraner, hvilket fører til cellenekrose. Denne egenskab kan bruges i ultralydskirurgi. Kavitation kan være et effektivt middel til at øge absorptionen i væv og som følge heraf forbedre den termiske komponent af ultralydseksponering på grund af dannelsen af ​​gasbobler i væv, hvilket kraftigt øger lydabsorptionen. Til gengæld øger en temperaturstigning kavitationsaktiviteten af ​​ultralyd, da en stigning i vævstemperaturen reducerer kavitationstærsklen i væv. Der er bevis for, at kavitation tilsyneladende er hovedmekanismen for den såkaldte sonodynamiske virkning af ultralyd, det vil sige en stigning i antitumoreffektiviteten af ​​lægemidler, når de bruges i kombination med ultralyd [35] . En anden mulig anvendelse af kavitation i onkologi kan være baseret på ødelæggelse af blodkarrene omkring tumoren, hvilket vil føre til blokering af blodgennemstrømningen i den og som følge heraf til en stigning i den skadelige virkning af ultralyd på tumorceller [ 4] .

En meget gammel tradition har en metode til mekanisk ødelæggelse af vævsceller ved at knuse og rive dem på grund af udseendet af stødbølger, når et stort antal kavitationsbobler kollapser. De histologiske træk ved en sådan ægte kavitationsødelæggelse af vævs cellulære struktur adskiller sig væsentligt fra ødelæggelsen under termisk vævsnekrose. Interessant nok førte effekten af ​​høje positive tryk på væv genereret under genereringen af ​​chokbølger ikke i sig selv til mærkbar ødelæggelse af tumorvæv in vivo , hvilket blev bekræftet af histologiske og cytometriske metoder [36] . Men så snart et negativt lydtryk blev genereret før lydtrykkets positive top, hvilket kraftigt øgede antallet af dannede kavitationsbobler, blev ødelæggelsen omfattende og godt reproducerbar [36] [37] [38] .

Kavitationsaktiviteten forstærkes væsentligt af den foreløbige introduktion af stabile mikrobobler i væv i form af industrielt fremstillede ekko-kontrastmidler [16] . Tærsklen for forekomsten af ​​kavitation i vævene i dyrets nyre blev reduceret med 4 gange. Derudover er tærsklen for den destruktive effekt af ultralyd også faldet betydeligt (100 gange i varighed og 2 gange i intensitet). Sænkning af tærsklen ved indføring af mikrobobler, der fungerer som kavitationskerner, kan gøre akustisk kavitation til en mere forudsigelig og derfor mere acceptabel mekanisme til praksis i ultralydskirurgi.

Med indførelsen af ​​ekko-kontraststoffer i væv observeres en stigning i absorptionen af ​​ultralyd i vævet på grund af udseendet af gasbobler i det [38] . Det er især blevet vist, at absorptionstværsnittet af en 1,1 μm boble (resonansfrekvens 3 MHz) er 0,005 mm 2 ved resonans , hvilket er flere størrelsesordener større end det fysiske areal af en sådan boble [38] . Skøn viser, at det er nok at have 8 resonansbobler i 1 mm 3 væv, for at absorptionen af ​​lyd i det (og følgelig den termiske effekt af ultralyd) kan øges med 2 gange. Det har vist sig, at tilsætning af ekkokontrastmidler til vævet øger temperaturstigningen i vævet under påvirkning af ultralyd med en størrelsesorden [39] .

Mekanismerne for interaktion mellem kontrastmidler i form af gasbobler med ultralyd, de biologiske virkninger af bobler i et ultralydsfelt og anbefalinger til sikker praktisk anvendelse er genstand for omfattende litteratur [40] [41] [42] [43 ] .

Et af de mest lovende anvendelsesområder for højintensiv fokuseret ultralyd i kirurgi er "histotripsi" [44] . En nødvendig betingelse for dens implementering er tilstedeværelsen af ​​mikrobobler i vævene, enten i form af kontrastmidler indført i kroppen, eller bobler tilbage i vævene efter den tidligere eksponering. Disse mikrobobler giver reproducerbare kavitationstærskler, reducerer brudtærsklerne betydeligt og bidrager til skabelsen af ​​mere regelmæssige brudcentre. Grænserne for en sådan ødelæggelse er meget klare og glatte. Fordelen ved histotripsi er, at ikke kun mikrobobler, men også mekanisk knust væv genkendes ved ultralydsbilleddannelse. Dette gør det muligt at opnå pålidelig information om nøjagtigheden af ​​lokalisering af ødelæggelsen og om opnåelsen af ​​den nødvendige terapeutiske effekt, nogle gange i realtid. Resultaterne af eksperimenter udført ved hjælp af histotripsi-tilstanden er præsenteret i en række artikler [45] [46] og analyseret i bogen [4] .

Ultralydskavitationstilstanden bruges med succes inden for sådanne områder af medicin som onkologi , kirurgi af prostata (prostata) og uterine fibromer , vævsdestruktion bag brystet, behandling af atrieflimren , glaukom , blødningskontrol, chokbølgeterapi , plastikkirurgi , kosmetologi , fjernelse af neuropatisk smerte [47] , behandling af essentiel tremor [48] , ødelæggelse af en intracerebral tumor - glioblastom [49] , behandling af trigeminusneuralgi [50] samt intracerebrale blødninger [51] , Alzheimers sygdom , osv. (se [4] )

Noter

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Hill, C., Bamber, J., ter Haar, G. ed. Ultralyd i medicin. Fysiske anvendelsesgrundlag. Om. fra engelsk. — M.: Fizmatlit, 2008. — 544 s.
  2. 1 2 3 4 Leighton, T. G. Den akustiske boble. - London: Academic Press, 1994. - 613 s.
  3. 1 2 3 4 5 Ikke-termiske problemer: Kavitation - dens art, detektion og måling. / af Barnett S. Ultrasound in Med. og Biol. - 1998. - V. 24. Suppl. 1. - P. S11-S21.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gavrilov, L. R. Fokuseret højintensiv ultralyd i medicin. - M.: Fazis, 2013. -656 s. — ISBN 978-5-7036-0131-2 .
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sirotyuk , M. G. Akustisk kavitation. — M.: Nauka, 2008. — 271 s.
  6. 1 2 3 4 5 Flynn, G. Fysik af akustisk kavitation i væsker. Om. fra eng. - M .: Mir, 1967. - T. 1. - S. 7-138
  7. 1 2 3 4 5 Pernik, A. D. Problemer med kavitation. - L .: Skibsbyggeri, 1966. - 439 s.
  8. 1 2 Nyborg, WL Fysiske mekanismer for biologiske virkninger af ultralyd. DHEW 78-8062. Washington, DC: US ​​Government Printing Office. - 1977.
  9. 1 2 3 Akulichev, V. A. Pulsationer af kavitationshulrum // I bogen: Kraftige ultralydsfelter / Ed. L. D. Rozenberg. - M .: Nauka, 1968. - S. 129-166.
  10. Rosenberg, L. D. Kavitationsregion // I bogen: Kraftige ultralydsfelter. / Ed. L. D. Rozenberg. - M .: Nauka, 1968. < - S. 221-266.
  11. 1 2 3 Bailey, M. R., Khokhlova, V. A., Sapozhnikov, O. A., Kargl, S. G., Cram, L. A. Fysiske mekanismer for virkningen af ​​terapeutisk ultralyd på biologisk væv (Review) // Akustisk magasin - 2003. -T. 49, nr. 4. - S. 437-464.
  12. Apfel, RE Acoustic Cavitation // i Methods in Experimental Physics, V. 19, / redigeret af P. Edmonds, - New York: Academic Press, 1981. - S. 355-413.
  13. 1 2 Apfel, RE Sonic effervescence: A tutorial on akustisk kavitation // J. Acoust. soc. Er. - 1997. - V. 101, nr. 3. - P. 1227-1237.
  14. Fox, FE, Herzfield, KF Gasbobler med organisk hud som kavitationskerner // J. Acoust. soc. Er. - 1954. - V. 26. - S. 984-989.
  15. Gavrilov, L.R. Indholdet af fri gas i væsker og metoder til dets måling // I bogen: Fysiske grundlag for ultralydsteknologi. / Ed. L. D. Rozenberg. - M., Nauka, 1970. - S. 393-426.
  16. 1 2 Tran, BC, Seo, J., Hall, TL, Fowlkes, JB, Cain, CA Mikrobobleforstærket kavitation til ikke-invasiv ultralydskirurgi. IEEE Trans. ultrason. Ferroelektrisk. frekv. styring. - 2003. - V. 50, nr. 10. - P. 1296-1304.
  17. Kilde ikke angivet
  18. Kapitel 4.3.9. (Anvendelse af ultralyd i medicin: Fysiske grundlag: Oversat fra engelsk / redigeret af K. Hill. - M .: Mir, 1989. - 568 s.)
  19. 1 2 Gavrilov, L.R. Om den fysiske mekanisme til ødelæggelse af biologiske væv ved hjælp af fokuseret ultralyd // Acoust. magasin - 1974. - T. 20, nr. 1. - S. 27-32.
  20. 1 2 Hynynen, K. Tærsklen for termisk signifikant kavitation i hundens lårmuskel in vivo // Ultralyd i Med. og Biol. - 1991. - V. 17, nr. 2. - S. 157-169.
  21. Coakley, WT Biofysiske effekter af ultralyd ved terapeutiske intensiteter // Fysioterapi. - 1978. - V. 64. - S. 166-169.
  22. 1 2 3 Morton, KI, ter Haar, GR, Stratford, IJ, Hill, CR Subharmonisk emission som en indikator for ultralydsinduceret biologisk skade // Ultrasound in Med. og Biol. - 1983. - V. 9, nr. 6. - P. 629-633.
  23. Margulis, M. A. Sonoluminescens // Usp. Fiz. Videnskaber. - 2000. - T. 170, nr. 3. - S. 263-287.
  24. Fowlkes, JB, Crum, LA Kavitationstærskelmålinger for mikrosekundlængdeimpulser af ultralyd // J. Acoust. soc. Er. - 1988. - V. 83. - P. 2190-2210.
  25. Coakley, W.T. Akustisk detektion af enkelte kavitationshændelser i et fokuseret felt i vand ved 1 MHz // J. Acoust. soc. amer. - 1971. - V. 49, nr. 3, pkt. 2. - P. 792-801.
  26. Hill, CR Detektion af kavitation // I: Interaktion mellem ultralyd og biologiske væv. - Maryland, 1972. - S. 199-200.
  27. Rozenberg, L. D., Sirotyuk, M. G. Om udstråling af lyd til en væske i nærvær af kavitation // Akust. magasin -1960. - V. 6, nr. 4. - S. 477-479 [25].
  28. Gavrilov, LR, Dmitriev, VN, Solontsova, LV Brug af fokuserede ultralydsmodtagere til fjernmålinger i biologiske væv // J. Acoust. soc. Amerika. - 1988. -V. 83, nr. 3. - P. 1167-1179.
  29. 1 2 Coleman, AJ, Choi, MJ, Saunders, JE Detektion af akustisk emission fra kavitation i væv under klinisk ekstrakorporeal litotripsi // Ultrasound in Med. og Biol. - 1996. - V. 22. - P. 1079 -1087.
  30. 1 2 Cleveland, RO, Sapozhnikov, OA, Bailey, MR, Crum, LA En dobbelt passiv kavitationsdetektor til lokaliseret detektion af lithotripsi-induceret kavitation in vitro // J. Acoust. soc. Er. - 2000. - V. 107, nr. 3. - P. 1745-1758.
  31. Sapozhnikov, OA, Bailey, MR, Crum, LA, Miller, NA, Cleveland, RO, Pishchalnikov, YA, Pishchalnikova, IV, McAteer, JA, Connors, BA, Blomgren, PM, Evan, AP Ultralydsstyret lokaliseret detektion af kavitation under litotripsi i svinenyre in vivo // Proc. af 2001 IEEE Ultrasonics Symposium (Atlanta, Georgia, 7.-10. oktober 2001). -2001. - V. 2. - P. 1347-1350.
  32. Bailey, MR, Pishchalnikov, YA, Sapozhnikov, OA Cleveland, RO McAteer, JAMiller, NA Pishchalnikova, IV Connors, BA Crum, LA og Evan, AP Kavitationsdetektion under chokbølgelitotripsi // Ultrasound Med. Biol. - 2005. - V. 31, nr. 9. - P. 1245-1256.
  33. Staudenraus, J., Eisenmenger, W. Fiberoptisk sondehydrofon til ultralyds- og stødbølgemålinger i vand // Ultrasonics. - 1993. -V. 4. - S. 267-273.
  34. Zhou, Y., Zhai, L., Simmons, R., Zhong, P. Måling af højintensitetsfokuserede ultralydsfelter med en fiberoptisk sonde-hydrofon // J. Acoust. soc. Er. - 2006. - V. 120, nr. 2. - P. 676-685.
  35. Umemura, S., Yumita, N., Nishigaki, R., Umemura, K. Sonokemisk aktivering af hæmatoporphyrin: En potentiel modalitet til cancerbehandling / I Proc. 1989 IEEE Ultrasonics Symposium. — New York: IEEE. - 1989. - S. 955-960
  36. 1 2 Tavakkoli, J., Birer, A., Arefiev, A., Prat, F., Chapelon, J.-Y., Cathignol, D. En piezokomposit-chokbølgegenerator med elektronisk fokuseringsevne: applikation til fremstilling af kavitation- inducerede læsioner i kaninlever // Ultralyd i Med. og Biol. - 1997.-V. 23, nr. 1. - S. 107-115
  37. Lewin, PA, Chapelon, JY, Mestas, JL, Birer, A., Cathignol, D. En ny metode til at kontrollere P+/P-forholdet af chokbølgeimpulserne brugt i den ekstrakorporale piezoelektriske lithotripsi (EPL) // Ultralyd i Med. og Biol. - 1990. - V. 16. - S. 473-488.
  38. 1 2 3 Umemura, S., Kawabata, K., Sasaki, K. In vivo acceleration af ultralydsvævsopvarmning med mikroboblemiddel // IEEE Trans. ultrason. frekv. styring. - 2005. - V. 52, nr. 10. - P. 1690 −1698
  39. Umemura, S.-I., Yoshizawa, S., Inaba, Y., Kawabata, K.-I., Sasaki, K. Højintensitetsfokuseret ultralydsbehandling forstærket af mikrobobler // Nano-Biomedicinsk teknik. −2012. - S. 233-246.
  40. Barnett, SB, Duck, F., Ziskin, M. Anbefalinger om sikker brug af ultralydskontrastmidler // Ultrasound in Med. og Biol. — 2007.-V. 33, nr. 2. - S. 173-174.
  41. Dalecki, D. WFUMB sikkerhedssymposium om ekkokontrastmidler: Bioeffekter af ultralydskontrastmidler in vivo // Ultrasound in Med. og Biol. - 2007. - V. 33, nr. 2. - S. 205-213.
  42. Nyborg, WL Ultralyd, kontrastmidler og biologiske celler; En forenklet model for deres interaktion under in vitro eksperimenter // Ultrasound in Med. og Biol. - 2006. - V. 32, nr. 10. - P. 1557-1568.
  43. Nyborg, W. WFUMB sikkerhedssymposium om ekko-kontrastmidler: Mechanisms for the interaction of ultrasound // Ultrasound in Med. og Biol. - 2007. - V. 33, nr. 2. - P. 224-232.
  44. Cain, C. Histotripsy: Kontrolleret mekanisk underopdeling af blødt væv ved høj intensitet pulseret ultralyd // 5th International Symposium on Therapeutic Ultrasound, Boston, USA. - 2005. - S. 13.
  45. Xu, Z., Fowlkes, JB, Cain, CA En ny strategi til at forbedre kavitationsvævserosion ved hjælp af en initierende sekvens med høj intensitet // IEEE Trans Ultrason Freq Control. - 2006. - V. 53, nr. 8. - P. 1412 -1424.
  46. Hall, TL, Fowlkes, JB, Cain, CA Et realtidsmål for kavitationsinduceret vævsforstyrrelse ved ultralydsbilleddannelse tilbagespredningsreduktion // IEEE Trans. ultrason. Ferroelektrisk. frekv. styring. - 2007. - V. 54, nr. 3. - P. 569-575.
  47. Jeanmonod, D., Werner, B., Morel, A., Michels, L., Zadicario, E., Schiff, G., Martin, E. Transkraniel magnetisk resonansbilleddannelse-guidet fokuseret ultralyd: ikke-invasiv central lateral thalamotomy for kroniske neuropatiske smerter // Neurokirurgi. fokus. — 2012. -V. 32, nr. 1. - E1.
  48. Elias, W., J., Huss, D., Voss, T., Loomba, J., Khaled, M., Zadicario, E., Frysinger, R., C., Sperling, SA, Wylie, S. , Monteith, SJ, Druzgalm J., Shahm BB, Harrison, M., Wintermark, M. En pilotundersøgelse af fokuseret ultralydsthalamotomi for essentiel tremor // The New England Journal of Medicine. - 2013. - V. 369, nr. 7. -P. 640-648.
  49. McDannold, N., Clement, G., Black, P. Jolesz, F., Hynynen, K. Transkraniel MR-guidet fokuseret ultralydskirurgi af hjernetumorer: Indledende fund hos tre patienter // Neurokirurgi. - 2010. - V. 66, nr. 2. - S. 323-332.
  50. Monteith, S., Medel, R., Kassell, NF, Wintermark, W., Eames M., Snell J., Zadicario, E., Grinfeld J., Sheehan JP, Elias WJ Transkraniel magnetisk resonans-guidet fokuseret ultralydskirurgi for trigeminusneuralgi: en kadaverisk og laboratoriegennemførlighedsundersøgelse // Journal of Neurosurgery. - 2013. - V. 118, nr. 2. - S. 319-328.
  51. Monteith, SJ, Harnof, S., Medel, R., Popp, B., Wintermark, M., Lopes, MB, Kassell, NF, Elias, WJ, Snell, J., Eames, M., Zadicario, E. ., Moldovan, K., Sheehan, J. Minimalt invasiv behandling af intracerebral blødning med magnetisk resonans-guidet fokuseret ultralyd. Laboratorieundersøgelse // J. Neurosurg. - 2013. - V. 118, nr. 5. - P. 1035-1045.

Litteratur

1. Sirotyuk, M. G. Akustisk kavitation. — M.: Nauka, 2008. — 271 s.

2. Flynn, G. Fysik af akustisk kavitation i væsker. Om. fra eng. - M .: Mir, 1967. - T. 1. - S. 7-138.

3. Pernik, A. D. Problemer med kavitation. - L .: Skibsbyggeri, 1966. - 439 s.

4. Nyborg, WL Fysiske mekanismer for biologiske effekter af ultralyd. DHEW 78-8062. Washington, DC: US ​​Government Printing Office. - 1977.

5. Akulichev, V. A. Pulsationer af kavitationshulrum // I bogen: Kraftige ultralydsfelter / Ed. L. D. Rozenberg. - M .: Nauka, 1968. - S. 129-166.

7. Rozenberg, L. D. Kavitationsregion // I bogen: Kraftige ultralydsfelter. / Ed. L. D. Rozenberg. - M .: Nauka, 1968. - S. 221-266.

8. Leighton, T. G. Den akustiske boble. - London: Academic Press, 1994. - 613 s.

9. Hill, K., Bamber, J., ter Haar, G. eds. Ultralyd i medicin. Fysiske anvendelsesgrundlag. Om. fra engelsk. — M.: Fizmatlit, 2008. — 544 s.

10. Bailey, M. R., Khokhlova, V. A., Sapozhnikov, O. A., Kargl, S. G., Cram, L. A. Fysiske mekanismer for effekten af ​​terapeutisk ultralyd på biologisk væv (Review) // Acoustic . magasin - 2003. -T. 49, nr. 4. - S. 437-464.

11. Gavrilov, L. R. Fokuseret højintensiv ultralyd i medicin. - M.: Fazis, 2013. -656 s. — 978-5-7036-0131-2.

Se også