Ultraljudskavitation

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 5 februari 2017; kontroller kräver 11 redigeringar .

Ultraljudskavitation  är bildandet och aktiviteten av gas- eller ångbubblor (kaviteter) i ett medium bestrålat med ultraljud , såväl som effekterna av deras interaktion med mediet och med det akustiska fältet [1] [2] [3] [4 ] ] . Det finns två mycket olika typer av ultraljudskavitation. Den första av dem är tröghetskavitation, vars natur är förknippad med bildandet av gas-ångkaviteter i vätskan på grund av vätskans expansion under den negativa halvcykeln av svängningar i den akustiska vågen. Efter början av kompressionshalvcykeln kollapsar dessa kaviteter abrupt, och lokal uppvärmning och hydrodynamiska störningar uppstår i form av mikrochockvågor, kumulativa strålar och vätskemikroflöden. Den andra typen är icke-tröghetskavitation, kännetecknad av oscillationer av långtidsstabila gasbubblor [1] [2] [3] [4] . Om tröskelvärdet för tröghetskavitation överskrids, kan båda typerna av kavitation uppträda samtidigt, särskilt med tanke på att det akustiska fältet vanligtvis är inhomogent.

I vissa fall har ultraljudskavitation skadliga effekter, och då bör man leta efter sätt att förhindra att det uppstår. Så, som uppstår på ytan av akustiska sändare, förstör kavitation denna yta. Samtidigt används akustisk kavitation framgångsrikt i ultraljudsteknik, till exempel för rengöring av förorenade delar, avgradning, dispergering , emulgering, för bildning av aerosoler , etc. Kavitation har funnit en särskilt bred och användbar tillämpning i medicinska tillämpningar av ultraljud, speciellt inom kirurgi [1] [4] .

Historia, terminologi

I litteraturen om fysisk och teknisk akustik som publicerades för bara några decennier sedan , innebar ultraljudskavitation vanligtvis bildandet av diskontinuiteter i vätskemediet under inverkan av dragpåkänningar i sällsynthetsfasen, uppkomsten av instabila ånggashålrum och efterföljande kollaps av dessa kaviteter i kompressionsfasen [5] [6] [7] . Sådana fenomen motsvarar begreppen "instabil" [8] , "sann", "ånga", "övergående", "riktig" kavitation som förekommer i litteraturen . Senare, för att beskriva denna typ av kavitation, började ett antal författare använda termen "tröghets" kavitation, eftersom den kinetiska energin som lagras i vätskan överförs till bubblan och styr dess rörelse under kollapsen. 1996, vid World Federation of Ultrasound in Medicine and Biology Symposium on the Safety of Medical Ultrasound, "legaliserades" denna term för att beskriva denna typ av kavitation [3] .

Den fysiska naturen och manifestationerna av tröghets (instabil) ultraljudskavitation har övervägts i detalj i många recensionsartiklar och böcker [1] [2] [4] [5] [7] [9] [10] [11] [12] [13] . Ett av de viktiga fysikaliska fenomen som uppstår vid uppkomsten av instabila kaviteter är bildandet och efterföljande utbredning av stötvågor [1] [11] .

Senare började emellertid termen kavitation att förstås inte bara som tröghetskavitation, vars definition ges ovan, utan också all aktivitet av bubblor, antingen tidigare existerande i mediet eller skapade under inverkan av ultraljud, inklusive långa vibrationer långvariga, stabila gasbubblor [9 ] [13] . Dessa bubblor kan smälta samman eller växa till synliga storlekar genom så kallad likriktad eller riktad diffusion [1] [6] [7] . Kärnan i detta fenomen är att gasen under perioden med akustiska svängningar diffunderar in i bubblan under sällsynthetsfasen och lämnar den sedan under kompressionsfasen. Eftersom ytan på bubblan i sällsynthetsfasen är mycket större än i kompressionsfasen, riktas det resulterande gasflödet in i bubblan, vilket får bubblan att växa. Stabila bubblor existerar under många tusen eller miljoner cykler av ultraljudsvibrationer, medan livslängden för tröghetskavitationsbubblor vanligtvis är jämförbar med varaktigheten av flera cykler.

Denna typ av kavitation kallas ofta för "stabil" kavitation [8] eftersom den i huvudsak motsvarar utseendet på ett fält av stabila bubblor och inte åtföljs av de fysiska effekterna som är karakteristiska för instabil ultraljudskavitation. Symposiet [3] som nämns ovan för att beskriva denna typ av kavitation "legitimerade" dock användningen av termen "icke-tröghets" kavitation, som efter det blev allmänt accepterad. Uppkomsten av stabilt befintliga bubblor kan leda till olika, i synnerhet, biologiska effekter (deformation av vävnadernas mikrostruktur, bildandet av småskaliga akustiska flöden  - mikroflöden, etc.), men detta fenomen är inte så snabbt, explosivt som tröghetsakustisk kavitation. Det bör noteras att tröskelvärdena för ultraljudsintensiteten som krävs för bildandet av tröghets (instabila) kavitationshålrum är mycket högre än för bildandet av icke-tröghetsbubblor (stabila).

Kavitationsbakterier

Vävnadsrupturer bildas på kavitationskärnor eller "svaga punkter" i det flytande mediet. Mekanismen för långvarig existens (stabilisering) av svaga punkter i vätskor, som till övervägande del är mikroskopiska gasbubblor, har länge betraktats som ett mysterium och har varit föremål för diskussion under lång tid. Faktum är att stora bubblor bör flyta upp på grund av Stokes flytkraft (till exempel är uppstigningshastigheten för en bubbla med en radie på 10 μm 0,2 mm/s), och små bubblor bör lösas upp under inverkan av tryck p.g.a. ytspänning 2σ/R , där σ  är ytspänningskoefficienten vid gränsytan mellan gas och vätska, och R  är bubblans radie. Till exempel, för en bubbla med en radie på 1 μm, är detta extra tryck 1,5 atm. För att förklara uppkomsten och den stabila existensen i vätskor av gasbubblor - kavitationskärnor, var olika mekanismer inblandade, som övervägdes i detalj i ett antal böcker och recensioner [5] [6] [7] . Således visades det att kavitationskärnor kontinuerligt kan skapas i vatten under inverkan av kosmiska strålar , neutroner och andra högenergipartiklar [5] . Fox och Hertzfeld [14] föreslog att organiska molekyler kan bilda ett skal på ytan av en bubbla, vilket hindrar gas från att diffundera från den. En annan teori är relaterad till förekomsten av mikrosprickor i dammkorn och föroreningspartiklar; dessa mikrosprickor, såväl som fasta partiklar, kan fungera som gasfällor.

För biologiska strukturer är "svaga punkter" sannolikt mikroskopiska gasbubblor täckta med en film av organiska föroreningar, som alltid finns i vävnader som normalt är mättade med gas, och som också finns i föroreningssprickor eller membranporer. Dessa bubblor kan detekteras med speciella akustiska metoder [15] . En annan typ av "svag punkt" i biologiska strukturer kan vara gränsytan mellan olika vävnader eller media, såsom blod och blodkärlsväggar. Kavitationskärnor kan skapas avsiktligt, till exempel vid användning av ultraljudsekokontrastmedel [16] .

Kavitationströsklar

I händelse av att vattnet skulle vara helt rent och inte skulle innehålla några ånggasinneslutningar, skulle det kunna motstå dragpåkänningar i storleksordningen 1000 MPa [5] . Men på grund av det spontana uppkomsten av ångbubblor i det, minskar vattnets teoretiska styrka med en storleksordning och uppgår till 100 MPa [5] . Den verkliga styrkan hos vatten i kontakt med luft och atmosfäriskt damm visar sig vara lika med enheter och till och med bråkdelar av megapascal [5] . Enligt Flynns träffande anmärkning [6] behöver inget vatten under verkliga förhållanden slitas isär - det är redan sönderrivet av kavitationskärnorna i det.

Vid användning av plana ultraljudsvågor i megahertz-frekvensområdet kan kavitation i flytande medier, i synnerhet biologiska medier med normalt gasinnehåll, uppstå vid intensiteter på endast 0,3 W/cm 2 , det vill säga vid ljudtrycksamplituder lika med ungefär 1 atm. eller 0, 1 ( 17 ) [18] . I det pulserade bestrålningsläget, såväl som med en ökning av ultraljudsfrekvensen, med en ökning av mediets viskositet och med en minskning av dess gasinnehåll, ökar kavitationströsklarna märkbart, men överstiger vanligtvis inte flera atmosfärer. Men när fokuserat ultraljud används i liknande situationer ökar kavitationströskelvärdena avsevärt (med flera storleksordningar) jämfört med trösklar i platta ultraljudsfält. Till exempel sker kavitation i försöksdjurs hjärnvävnader vid ultraljudsintensiteter i fokalområdet på hundratals och tusentals W/cm2 [ 19] . Det visades också att kavitationströsklarna i muskelvävnaden hos en hund i frekvensområdet 0,25-1,7 MHz var 5 MPa·MHz −1 uttryckt i ljudtryck [20] , vilket för en frekvens på 1 MHz är 50 gånger högre än den ovan nämnda kavitationströskeln i platt fält. Anledningen till en så kraftig ökning av kavitationströskelvärden vid användning av fokuserat ultraljud är förknippad med ett antal faktorer. Först och främst är volymen av fokusområdet för den fokuserande radiatorn mycket mindre än påverkansområdet vid användning av plana ultraljudsvågor; följaktligen är sannolikheten att hitta kavitationskärnor i fokalområdet också låg.

En annan viktig faktor är att vid fokuserat ultraljud uppstår kavitation i själva vätskemediet och vid plana ultraljudsvågor sker den främst i gränsytan mellan emittern och vätskan. Eftersom varje, även en välpolerad yta på emittern, det alltid finns mikrosprickor fyllda med luft och är "generatorer" av kavitationskärnor [5] [6] [7] , bidrar närvaron av sådana gränssnitt alltid till en kraftig minskning av mediets kavitationsstyrka. Kavitationskaviteten, som uppstod från den initiala kavitationsgrodden, delas när den kollapsar i flera mikroskopiska gas-ångbubblor [5] , som fungerar som färdiga kärnor, på vilka nya kavitationshåligheter kommer att utvecklas i efterföljande cykler av ultraljudsvibrationer. Denna process växer som en lavin tills ett visst stabilt tillstånd uppnås, vilket motsvarar uppkomsten av utvecklad kavitation i ett flytande medium. I detta fall finns det många kavitationskärnor i mediet, och mediets kavitationsstyrka motsvarar inte längre den initiala styrkan.

I praktiken beror intensiteten av ultraljud vid vilken kavitation inträffar i testprovet (till exempel vävnad) avsevärt på många faktorer: konfigurationen av ultraljudsfältet i mediet, mediets renhet, gasinnehåll, viskositet, temperatur, externt tryck, historien om exponering för ultraljud, frekvensen av ultraljud etc. [1] . Till exempel, med en ökning av externt tryck, ökar kavitationströskeln. Den akustiska tryckamplituden som krävs för att initiera kavitation minskar när gasinnehållet i den bestrålade vätskan ökar. Med en ökning av mediets temperatur sjunker kavitationströskeln i det, och med en ökning av viskositeten ökar den. Således är värdena för kavitationströsklar i vävnader som presenteras i litteraturen meningslösa utan en detaljerad beskrivning av de förhållanden under vilka de mättes. Enligt publicerade data kan således värdena för kavitationströskelvärden i vatten vid en frekvens på 1 MHz variera från 1 till 2,7·10 3 W/cm 2 [21] .

Kavitationsbrus, subharmonics och ultraharmonics

Kavitationsbubblor avger ljud som kan spelas in och analyseras. Mätningar av kavitationsljud gör det möjligt att inte bara bestämma mediets kavitationsstyrka, utan också, i vissa fall, att bedöma graden av utveckling av kavitation. Vid låga undertröskelintensiteter sänds endast signalen för grundfrekvensen för ultraljud f ut i mediet . Men när intensiteten ökar blir spektrumet för den emitterade signalen mer komplext och kan inkludera högre övertoner (till exempel 2 f ), undertoner ( f /2, f /3, etc.) och ultraövertoner (2 n +1) f/2 [ 1] [22] . Uppkomsten av en överton eller underton i signalspektrumet anses vara en indikator på bubblans icke-linjära rörelse. Uppkomsten av subharmoniska f /2 har studerats mest aktivt , eftersom det är för det som flera bevis på existensen av ett samband mellan ljudstrålning och registrerade biologiska effekter har erhållits [1] [22] .

Ändå diskuteras fortfarande mekanismen för uppkomsten av subharmoniker, särskilt för icke-tröghets (stabil) kavitation [1] . För tröghets (icke-stationär) kavitation är det tydligen tydligare, eftersom vid en relativt hög ljudintensitet kan en subharmonisk emitteras av bubblor vars livstid före kollaps är två perioder av ultraljudsvibrationer. Förmodligen är mekanismen för emission av f /3-subharmoniken densamma. Det är också känt att när kavitationsaktivitet inträffar i ett ultraljudsfält, ökar nivån av vitt brus, det vill säga en signal med ett kontinuerligt spektrum i ett brett frekvensband. Mekanismen för dess förekomst är förknippad med flera effekter: excitation av bubblans yta, störningar i mediet som ett resultat av den snabba rörelsen av bubblor i ett högintensivt fält och bildandet av stötvågor när bubblorna kollapsar [1] .

Sonoluminescens

Ett mått på tröghetskavitationsaktivitet är mätningen av sonoluminescens [23] (d.v.s. ljusemissionen från en vätska bestrålad med ultraljud), som registrerades även vid ultraljudsparametrar som är karakteristiska för den diagnostiska tillämpningen av ultraljud [24] . När man studerar mekanismerna för sonoluminescens (de kan fortfarande inte anses vara helt klara), har forskare stött på följande fakta [1] :

• glöd minskar med ökande ultraljudsfrekvens och observeras inte vid frekvenser över 2 MHz;

• glöd uppstår vid en viss tröskelintensitet för ultraljud och ökar sedan med ökande intensitet, men kan försvinna när en mycket hög intensitet uppnås;

• glöden minskar med ökande yttre tryck;

• glöden minskar med stigande medeltemperatur.

Sonoluminescens är en användbar teknik för att studera och övervaka kavitation i vätskor. Denna metod är dock inte tillämplig på studier av kavitation i ogenomskinliga vävnader.

Metoder för att kontrollera kavitation

Olika metoder kan användas för att kontrollera kavitation: fysisk (inklusive akustisk), kemisk och biologisk (främst histologisk) [1] [2] [4] [25] [26] . Vissa av de utvecklade metoderna är endast lämpliga för att kontrollera kavitation i biologiska suspensioner . Sådana är till exempel metoder baserade på visuell registrering av kavitationshåligheter, studiet av förändringar i ljusflödet som passerar genom ett medium med kavitationsbubblor, studiet av kemiska förändringar i mediet (till exempel processerna för frisättning av fria jod från en lösning av kaliumjodid), studiet av nedbrytningen av makromolekyler , luminescens , etc. Dessa metoder diskuteras tillräckligt detaljerat i ovanstående recensioner och böcker.

För att kontrollera kavitation i ogenomskinliga biologiska vävnader in vivo , akustiska metoder baserade på registrering av akustiskt bredbandsbrus eller subövertoner som uppstår i närvaro av ultraljudskavitation i mediet [1] [4] [9] [19] [20] [22] används mest . Kavitationsbrus kan övervakas och analyseras med hjälp av hydrofoner , varifrån signalen matas till spektrumanalysatorer , filter inställda på en viss frekvens (till exempel subharmonisk) eller selektiva voltmetrar . Andra akustiska metoder användes också: ultraljudsavbildning ( främst B-scan), ultraljudsspridning, andra övertonsstrålning, etc. [1] [3] [4] [11] .

En metod för att mäta kavitationströsklar har länge varit känd, baserad på övervakning av förändringar i impedansen hos en bestrålad vätska under bildandet av kavitationsbubblor i den. Det har visat sig att impedansen för vatten i ett kraftfullt ultraljudsfält kan minska upp till 60 % [27] . Impedansövervakning kan göras genom att mäta förändringen i den elektriska signalen över givaren.

Resultaten av mätningar av kavitationsaktivitet förvrängs avsevärt om en hydrofon placeras i fokalområdet. Därför utvecklas metoder som gör att sådana mätningar kan utföras på distans. För att kontrollera kavitation i djurs hjärnvävnader användes således en "kontaktlös" akustisk metod, baserad på användningen av en fokuserande sändare som mottagare, medan en subharmonisk spelas in [28] . eller kavitationsljud [29] .

En anordning har utvecklats för att kontrollera kavitation skapad i vävnader med hjälp av en litotripter [30] . Enheten, som kallas en passiv kavitationsdetektor, består av två ortogonala konfokala mottagare vars fokala områden skär varandra. Tvärmåttet på den uppmätta volymen är cirka 5 mm. Exakt justering av mottagarnas placering i rymden uppnåddes med hjälp av en miniatyrhydrofon installerad vid brännpunkten. Ett antal författare [29] [30] [31] ägnas åt egenheterna med att mäta kavitation i fokalområdet hos litotriptrar . [32] .

Fiberoptiska hydrofoner används också för att detektera kavitation , mätningen av tryck med vilken är baserad på användningen av en ultraljudsinducerad förändring av mediets brytningsindex [33] . En sådan hydrofons egenskaper och testdata beskrivs i detalj [34] .

Industriella applikationer

Ultraljudskavitation används för rengöring av fasta ämnen (särskilt kirurgiska instrument), gradning, dispergering , emulgering, för bildning av aerosoler och befuktning av lokaler, inom livsmedelsindustrin, etc. [5] .

Medicinska applikationer

Metoder baserade på användning av tröghetsakustisk kavitation har aktivt utvecklats i medicinska tillämpningar av högeffektfokuserat ultraljud. Man trodde att kavitationssättet för exponering för vävnader skulle undvikas på grund av den sannolikhetsmässiga karaktären av förekomsten av kavitation och den dåliga reproducerbarheten av formen och platsen för den resulterande skadan. Trots detta visades det att kavitationssättet för exponering i ett antal fall inte bara är ett alternativ till det allmänt accepterade och mest använda termiska exponeringssättet för vävnader, utan i huvudsak blir det enda möjliga (och samtidigt säkra). ) sätt att implementera sådana applikationer [4] .

Till exempel kan kavitationsläget användas för ultraljudsdestruktion av djupa hjärnstrukturer (ultraljudsneurokirurgi) genom en intakt skalle. I det här fallet kommer användningen av det traditionella termiska exponeringsläget oundvikligen att leda till termisk skada på skallbenet på grund av den höga absorptionen av ultraljud i det, medan ultraljudskavitationsläget kan vara ganska acceptabelt för att uppnå målet [4] . Kavitation kan användas för att förstöra cellmembran, vilket leder till cellnekros. Denna egenskap kan användas vid ultraljudskirurgi. Kavitation kan vara ett effektivt sätt att öka absorptionen i vävnader, och följaktligen förbättra den termiska komponenten av ultraljudsexponering på grund av bildandet av gasbubblor i vävnader, vilket kraftigt ökar ljudabsorptionen. I sin tur ökar en temperaturökning kavitationsaktiviteten för ultraljud, eftersom en ökning av vävnadstemperaturen minskar kavitationströskeln i vävnader. Det finns bevis för att kavitation, uppenbarligen, är huvudmekanismen för den så kallade sonodynamiska effekten av ultraljud, det vill säga en ökning av antitumöreffekten av läkemedel när de används i kombination med ultraljud [35] . En annan möjlig tillämpning av kavitation inom onkologi kan baseras på förstörelsen av blodkärlen som omger tumören, vilket kommer att leda till blockering av blodflödet i den och, som ett resultat, till en ökning av den skadliga effekten av ultraljud på tumörceller [ 4] .

En mycket gammal tradition har en metod för mekanisk förstörelse av vävnadsceller genom att krossa och riva dem på grund av uppkomsten av stötvågor när ett stort antal kavitationsbubblor kollapsar. De histologiska egenskaperna hos sådan äkta kavitationsförstörelse av vävnadernas cellulära struktur skiljer sig väsentligt från förstörelsen under termisk vävnadsnekros. Intressant nog ledde effekten av höga positiva tryck på vävnader som genererades under genereringen av chockvågor inte i sig till märkbar förstörelse av tumörvävnader in vivo , vilket bekräftades med histologiska och cytometriska metoder [36] . Men så fort ett negativt ljudtryck genererades före den positiva toppen av ljudtrycket, vilket kraftigt ökade antalet bildade kavitationsbubblor, blev förstörelsen omfattande och väl reproducerbar [36] [37] [38] .

Kavitationsaktiviteten förstärks avsevärt genom det preliminära införandet av stabila mikrobubblor i vävnader i form av industriellt framställda ekokontrastmedel [16] . Tröskeln för förekomsten av kavitation i vävnaderna i djurets njure reducerades med 4 gånger. Dessutom har tröskeln för den destruktiva effekten av ultraljud också minskat avsevärt (100 gånger i varaktighet och 2 gånger i intensitet). Att sänka tröskeln vid införande av mikrobubblor som fungerar som kavitationskärnor kan göra akustisk kavitation till en mer förutsägbar och därför mer acceptabel mekanism för praktik vid ultraljudskirurgi.

Med införandet av ekokontrastämnen i vävnader observeras en ökning av absorptionen av ultraljud i vävnaden på grund av uppkomsten av gasbubblor i den [38] . I synnerhet har det visat sig att absorptionstvärsnittet för en 1,1 μm bubbla (resonansfrekvens 3 MHz) är 0,005 mm 2 vid resonans , vilket är flera storleksordningar större än den fysiska arean för en sådan bubbla [38] . Uppskattningar visar att det räcker med 8 resonansbubblor i 1 mm 3 vävnad för att absorptionen av ljud i den (och följaktligen den termiska effekten av ultraljud) ska öka med 2 gånger. Det har visat sig att tillsatsen av ekokontrastmedel till vävnaden ökar temperaturökningen i vävnaden under inverkan av ultraljud med en storleksordning [39] .

Mekanismerna för interaktion mellan kontrastmedel i form av gasbubblor med ultraljud, de biologiska effekterna av bubblor i ett ultraljudsfält och rekommendationer för säker praktisk användning är föremål för omfattande litteratur [40] [41] [42] [43 ] .

Ett av de mest lovande tillämpningsområdena för högintensivt fokuserat ultraljud vid kirurgi är "histotripsi" [44] . Ett nödvändigt villkor för dess genomförande är närvaron av mikrobubblor i vävnaderna, antingen i form av kontrastmedel som införts i kroppen, eller bubblor som finns kvar i vävnaderna efter den tidigare exponeringen. Dessa mikrobubblor ger reproducerbara kavitationströsklar, reducerar avsevärt frakturtrösklar och bidrar till skapandet av mer regelbundna frakturcentra. Gränserna för sådan förstörelse är mycket tydliga och jämna. Fördelen med histotripsi är att inte bara mikrobubblor utan även mekaniskt krossade vävnader känns igen av ultraljudsbilder. Detta gör det möjligt att få tillförlitlig information om noggrannheten i lokaliseringen av förstörelsen och om uppnåendet av den erforderliga terapeutiska effekten, ibland i realtid. Resultaten av experiment utförda med histotripsi-läget presenteras i ett antal artiklar [45] [46] och analyseras i boken [4] .

Ultraljudskavitationsläget används framgångsrikt inom sådana medicinområden som onkologi , kirurgi av prostata (prostata) och myom , vävnadsdestruktion bakom bröstet, behandling av förmaksflimmer , glaukom , blödningskontroll, chockvågsterapi , plastikkirurgi , kosmetologi , avlägsnande av neuropatisk smärta [47] , behandling av essentiell tremor [48] , förstörelse av en intracerebral tumör - glioblastom [49] , behandling av trigeminusneuralgi [50] samt intracerebrala blödningar [51] , Alzheimers sjukdom , etc. (se [4] )

Anteckningar

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Hill, C., Bamber, J., ter Haar, G. ed. Ultraljud i medicin. Fysiska grunder för tillämpning. Per. från engelska. — M.: Fizmatlit, 2008. — 544 sid.
  2. 1 2 3 4 Leighton, T. G. Den akustiska bubblan. - London: Academic Press, 1994. - 613 sid.
  3. 1 2 3 4 5 Icketermiska problem: Kavitation - dess natur, detektion och mätning. / av Barnett S. Ultrasound in Med. och 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. Fokuserat högintensivt ultraljud inom medicin. - M.: Fazis, 2013. -656 sid. — 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 sid.
  6. 1 2 3 4 5 Flynn, G. Fysik av akustisk kavitation i vätskor. Per. från eng. - M .: Mir, 1967. - T. 1. - S. 7-138
  7. 1 2 3 4 5 Pernik, A. D. Problem med kavitation. - L .: Skeppsbyggnad, 1966. - 439 sid.
  8. 1 2 Nyborg, WL Fysikaliska mekanismer för biologiska effekter av ultraljud. DHEW 78-8062. Washington, DC: USA:s regeringstryckeri. — 1977.
  9. 1 2 3 Akulichev, V. A. Pulsationer av kavitationshålrum // I boken: Kraftfulla ultraljudsfält / Ed. L. D. Rozenberg. - M .: Nauka, 1968. - S. 129-166.
  10. Rosenberg, L. D. Kavitationsregion // I boken: Kraftfulla ultraljudsfält. / 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. Fysiska mekanismer för effekten av terapeutiskt ultraljud på biologisk vävnad (Review) / / Akustisk tidskrift - 2003. -T. 49, nr 4. - S. 437-464.
  12. Apfel, RE Acoustic Cavitation // i Methods in Experimental Physics, V. 19, / redigerad av P. Edmonds, - New York: Academic Press, 1981. - P. 355-413.
  13. 1 2 Apfel, RE Sonic effervescence: En handledning om akustisk kavitation // J. Acoust. soc. Am. - 1997. - V. 101, nr 3. - P. 1227-1237.
  14. Fox, FE, Herzfield, KF Gasbubblor med organisk hud som kavitationskärnor // J. Acoust. soc. Am. - 1954. - V. 26. - P. 984-989.
  15. Gavrilov, L.R. Innehållet av fri gas i vätskor och metoder för dess mätning // I boken: Physical foundations of ultrasonic technology. / Ed. L. D. Rozenberg. - M., Nauka, 1970. - S. 393-426.
  16. 1 2 Tran, BC, Seo, J., Hall, TL, Fowlkes, JB, Cain, CA Mikrobubbelförstärkt kavitation för icke-invasiv ultraljudskirurgi. IEEE Trans. ultrason. Ferroelektrisk. frekv. kontrollera. - 2003. - V. 50, nr 10. - P. 1296-1304.
  17. Källa ej specificerad
  18. Kapitel 4.3.9. (Användningen av ultraljud i medicin: Fysiska grunder: Översatt från engelska / Redigerad av K. Hill. - M .: Mir, 1989. - 568 s.)
  19. 1 2 Gavrilov, L.R. Om den fysiska mekanismen för förstörelse av biologiska vävnader med hjälp av fokuserat ultraljud // Acoust. tidskrift - 1974. - T. 20, nr 1. - S. 27-32.
  20. 1 2 Hynynen, K. Tröskeln för termiskt signifikant kavitation i hundens lårmuskel in vivo // Ultrasound in Med. och Biol. - 1991. - V. 17, nr 2. - P. 157-169.
  21. Coakley, WT Biofysiska effekter av ultraljud vid terapeutiska intensiteter // Fysioterapi. - 1978. - V. 64. - P. 166-169.
  22. 1 2 3 Morton, KI, ter Haar, GR, Stratford, IJ, Hill, CR Subharmonisk emission som en indikator på ultraljudsinducerad biologisk skada // Ultrasound in Med. och Biol. - 1983. - V. 9, nr 6. - P. 629-633.
  23. Margulis, M. A. Sonoluminescence // Usp. Fiz. Vetenskaper. - 2000. - T. 170, nr 3. - S. 263-287.
  24. Fowlkes, JB, Crum, LA Kavitationströskelmätningar för mikrosekundslängdpulser av ultraljud // J. Acoust. soc. Am. - 1988. - V. 83. - P. 2190-2210.
  25. Coakley, W.T. Akustisk detektering av enstaka kavitationshändelser i ett fokuserat fält i vatten vid 1 MHz // J. Acoust. soc. amer. - 1971. - V. 49, nr 3, pt. 2. - P. 792-801.
  26. Hill, CR Detektion av kavitation // I: Interaktion mellan ultraljud och biologiska vävnader. - Maryland, 1972. - S. 199-200.
  27. Rozenberg, L. D., Sirotyuk, M. G. Om utstrålning av ljud till en vätska i närvaro av kavitation // Akust. tidskrift −1960. - V. 6, nr 4. - S. 477-479 [25].
  28. Gavrilov, LR, Dmitriev, VN, Solontsova, LV Användning av fokuserade ultraljudsmottagare för fjärrmätningar i biologiska vävnader // J. Acoust. soc. Amerika. - 1988. -V. 83, nr 3. - P. 1167-1179.
  29. 1 2 Coleman, AJ, Choi, MJ, Saunders, JE Detektion av akustisk emission från kavitation i vävnad under klinisk extrakorporeal litotripsi // Ultrasound in Med. och Biol. - 1996. - V. 22. - P. 1079 -1087.
  30. 1 2 Cleveland, RO, Sapozhnikov, OA, Bailey, MR, Crum, LA En dubbel passiv kavitationsdetektor för lokal detektering av litotripsi-inducerad kavitation in vitro // J. Acoust. soc. Am. - 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 Ultraljudsvägledd lokal detektering av kavitation under litotripsi i gris njure in vivo // Proc. av 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 och Evan, AP Kavitationsdetektering under stötvågslitotripsi // Ultrasound Med. Biol. - 2005. - V. 31, nr 9. - P. 1245-1256.
  33. Staudenraus, J., Eisenmenger, W. Fiberoptisk sondhydrofon för ultraljuds- och stötvågsmätningar i vatten // Ultrasonics. - 1993. -V. 4. - P. 267-273.
  34. Zhou, Y., Zhai, L., Simmons, R., Zhong, P. Mätning av högintensiva fokuserade ultraljudsfält med en fiberoptisk sondhydrofon // J. Acoust. soc. Am. - 2006. - V. 120, nr 2. - P. 676-685.
  35. Umemura, S., Yumita, N., Nishigaki, R., Umemura, K. Sonokemisk aktivering av hematoporfyrin: En potentiell modalitet för cancerbehandling / I Proc. 1989 IEEE Ultrasonics Symposium. — New York: IEEE. - 1989. - P. 955-960
  36. 1 2 Tavakkoli, J., Birer, A., Arefiev, A., Prat, F., Chapelon, J.-Y., Cathignol, D. En piezokomposit stötvågsgenerator med elektronisk fokuseringsförmåga: applikation för att producera kavitation- inducerade lesioner i kaninlever // Ultraljud i Med. och Biol. - 1997.-V. 23, nr 1. - P. 107-115
  37. Lewin, PA, Chapelon, JY, Mestas, JL, Birer, A., Cathignol, D. En ny metod för att kontrollera P+/P-förhållandet för stötvågspulserna som används i den extrakorporeala piezoelektriska litotripsin (EPL) // Ultraljud i Med. och Biol. - 1990. - V. 16. - P. 473-488.
  38. 1 2 3 Umemura, S., Kawabata, K., Sasaki, K. In vivo-acceleration av ultraljudsuppvärmning av vävnad med mikrobubblor // IEEE Trans. ultrason. frekv. kontrollera. - 2005. - V. 52, nr 10. - P. 1690 −1698
  39. Umemura, S.-I., Yoshizawa, S., Inaba, Y., Kawabata, K.-I., Sasaki, K. Högintensiv fokuserad ultraljudsbehandling förstärkt av mikrobubblor // Nano-biomedicinsk teknik. −2012. - S. 233-246.
  40. Barnett, SB, Duck, F., Ziskin, M. Rekommendationer om säker användning av ultraljudskontrastmedel // Ultrasound in Med. och Biol. — 2007.-V. 33, nr 2. - S. 173-174.
  41. Dalecki, D. WFUMB säkerhetssymposium om ekokontrastmedel: Bioeffekter av ultraljudskontrastmedel in vivo // Ultrasound in Med. och Biol. - 2007. - V. 33, nr 2. - P. 205-213.
  42. Nyborg, WL Ultraljud, kontrastmedel och biologiska celler; En förenklad modell för deras interaktion under in vitro-experiment // Ultrasound in Med. och Biol. - 2006. - V. 32, nr 10. - P. 1557-1568.
  43. Nyborg, W. WFUMB säkerhetssymposium om ekokontrastmedel: Mechanisms for the interaction of ultrasound // Ultrasound in Med. och Biol. - 2007. - V. 33, nr 2. - P. 224-232.
  44. Cain, C. Histotripsy: Kontrollerad mekanisk uppdelning av mjuka vävnader genom högintensivt pulserat ultraljud // 5th International Symposium on Therapeutic Ultrasound, Boston, USA. - 2005. - S. 13.
  45. Xu, Z., Fowlkes, JB, Cain, CA En ny strategi för att förbättra kavitationsvävnadserosion med hjälp av en högintensiv, initierande sekvens // IEEE Trans Ultrason Freq Control. - 2006. - V. 53, nr 8. - P. 1412 -1424.
  46. Hall, TL, Fowlkes, JB, Cain, CA Ett mått i realtid på kavitationsinducerad vävnadsstörning genom ultraljudsavbildningsreduktion av backscatter // IEEE Trans. ultrason. Ferroelektrisk. frekv. kontrollera. - 2007. - V. 54, nr 3. - P. 569-575.
  47. Jeanmonod, D., Werner, B., Morel, A., Michels, L., Zadicario, E., Schiff, G. , Martin, E. Transkraniell magnetisk resonanstomografi-guided fokuserat ultraljud: icke-invasiv central lateral talamotomi för kronisk neuropatisk smärta // 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 pilotstudie av fokuserad ultraljudstalamotomi för essentiell 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. Transkraniell MRI-vägledd fokuserad ultraljudskirurgi av hjärntumörer: Inledande fynd hos tre patienter // Neurokirurgi. - 2010. - V. 66, nr 2. - P. 323-332.
  50. Monteith, S., Medel, R., Kassell, NF, Wintermark, W., Eames M., Snell J., Zadicario, E., Grinfeld J., Sheehan JP, Elias WJ Transkraniell magnetisk resonansstyrd fokuserad ultraljudskirurgi för trigeminusneuralgi: en förstudie av kadaver och laboratorier // Journal of Neurosurgery. - 2013. - V. 118, nr 2. - P. 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. ., Moldavan, K., Sheehan, J. Minimalt invasiv behandling av intracerebral blödning med magnetisk resonansstyrt fokuserat ultraljud. Laboratorieundersökning // J. Neurosurg. - 2013. - V. 118, nr 5. - P. 1035-1045.

Litteratur

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

2. Flynn, G. Fysik av akustisk kavitation i vätskor. Per. från eng. - M .: Mir, 1967. - T. 1. - S. 7-138.

3. Pernik, A. D. Problem med kavitation. - L .: Skeppsbyggnad, 1966. - 439 sid.

4. Nyborg, WL Fysikaliska mekanismer för biologiska effekter av ultraljud. DHEW 78-8062. Washington, DC: USA:s regeringstryckeri. — 1977.

5. Akulichev, V. A. Pulsationer av kavitationshåligheter // I boken: Kraftfulla ultraljudsfält / Ed. L. D. Rozenberg. - M .: Nauka, 1968. - S. 129-166.

7. Rozenberg, L. D. Kavitationsregion // I boken: Kraftfulla ultraljudsfält. / Ed. L. D. Rozenberg. - M .: Nauka, 1968. - S. 221-266.

8. Leighton, T. G. Den akustiska bubblan. - London: Academic Press, 1994. - 613 sid.

9. Hill, K., Bamber, J., ter Haar, G. eds. Ultraljud i medicin. Fysiska grunder för tillämpning. Per. från engelska. — M.: Fizmatlit, 2008. — 544 sid.

10. Bailey, M. R., Khokhlova, V. A., Sapozhnikov, O. A., Kargl, S. G., Cram, L. A. Fysiska mekanismer för effekten av terapeutiskt ultraljud på biologisk vävnad (Review) // Acoustic . tidskrift - 2003. -T. 49, nr 4. - S. 437-464.

11. Gavrilov, L. R. Fokuserat högintensivt ultraljud inom medicin. - M.: Fazis, 2013. -656 sid. — 978-5-7036-0131-2.

Se även