Inhoudsopgave
Advertenties
Clarius Ultrasound Scanner
orgaan niet altijd hetzelfde. Maar voor onze doeleinden nemen we aan dat de demping binnen
het orgaan gelijk is. We noemen dit een homogeen zachtweefselmodel.
Demping wordt veroorzaakt door:
• Absorptie: energie omgezet in warmte.
• Verstrooiing: ultrageluid dat een andere richting krijgt.
Mechanisch (niet-thermisch)
Mechanische bio-effecten zijn drempelfenomenen, die optreden wanneer de output een bepaald
niveau overschrijdt; een voorbeeld hiervan is cavitatie. De drempel verschilt per weefseltype.
Cavitatie is de interactie van ultrageluid met gasbelletjes, wat snelle en potentieel grote
veranderingen in de grootte van de belletjes veroorzaakt. Deze belletjes ontstaan binnen
materialen op locaties die nucleatiekernen worden genoemd; de exacte aard en bron hiervan in
een complex medium zoals weefsel of bloed zijn niet duidelijk. De verandering in grootte van de
belletjes kan de temperatuur en druk binnen het belletje doen toenemen, wat mechanische
spanningen op de omliggende weefsels veroorzaakt, de vorming van micro-vloeistofstraaltjes
versnelt en vrije radicalen genereert. Structuren die gas bevatten, zoals longen, zijn zeer
ontvankelijk voor de effecten van akoestische cavitatie; dergelijke echoscopie met hogere
frequentie duurt echter niet lang genoeg voor een significante toename van de gasbelletjes; het is
onwaarschijnlijk dat cavitatie onder deze omstandigheden zal optreden. Factoren die cavitatie
produceren, zijn onder andere: druk (compressie, rarefactie), frequentie, gefocuste/ongefocuste
bundel, gepulste/continue golven, mate van staande golven, begrenzingen en de aard en staat van
het materiaal.
Wetenschappelijk bewijs suggereert dat het ontstaan van voorbijgaande cavitatie een
drempelfenomeen is. Er is een bepaalde combinatie nodig van rarefactiedruk, ultrasone
frequentie en cavitatienucleï voordat inerte cavitatie kan optreden. Indien inerte cavitatie een
drempelfenomeen is, dan zal blootstelling aan drukniveaus onder de drempelwaarde
dergelijke gebeurtenissen nooit opwekken, ongeacht de duur van de blootstelling.
Er zijn twee categorieën van cavitatie:
• Stabiel: Stabiele cavitatie wordt geassocieerd met vibrerende gaslichamen. In stabiele
cavitatie oscilleert of pulseert een gaslichaam continu rond zijn evenwichtsgrootte.
Naarmate de oscillaties gevestigd worden, begint het vloeistofachtige medium rond het
gaslichaam te stromen; dit fenomeen noemen we microstromen. Het is aangetoond dat
microstromen voldoende spanning produceren om celmembranen uiteen te rukken.
• Inertieel: Tijdens inertiële (voorbijgaande) cavitatie, worden reeds bestaande gasbelletjes
of cavitatiekernen groter vanwege de rarefactie van het ultrasone veld, waarna ze
vervolgens tijdens een krachtige implosie ineenstorten. Het gehele proces vindt in een
tijdsbestek van microseconden plaats. De implosie kan enorme plaatselijke
temperatuurstijgingen, tot wel duizenden graden Celsius, en drukken van honderden
atmosfeer veroorzaken, en dat allemaal in een volume kleiner dan 1 µm
cellen en weefsel beschadigen en uiteindelijk uitmonden in celdood. Daarnaast kan
gasbelimplosie zeer reactieve chemische soorten genereren. Al deze effecten, namelijk
microstromen, implosie en het genereren van reactieve chemicaliën, vinden plaats in een
zeer kleine ruimte rond het belletje, en tasten slechts enkele cellen aan.
Software Version 3.1.0
Veiligheidsonderwerpen
3
. De implosie kan
102
Advertenties
Inhoudsopgave
