کاربرد امواج فراصوتی در درمان سنگ کلیه

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 تبدیل انرژی،مهندسی مکانیک،صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،تهران،ابران

2 خواجه نصیر

چکیده

امواج فراصوتی دارای کاربردهای بسیاری در پزشکی هستند. از انباشت کریستالهای ادرار سنگ های کلیه بوجود می آیند. زمانی که اندازه این سنگ ها کوچک تر از 2 میلیمتر باشد به راحتی توسط بدن دفع می گردد و در غیر این صورت باید توسط پزشک دفع گردد. هایفو به امواج متمرکز با شدت بالا گفته می شود. یکی از کاربردهای هایفو در درمان سنگ شکنی کلیه می باشد. این مقاله به سنگ شکنی با استفاده از امواج فراصوت و ساز و کارهای موثر بر آن می پردازد که ساز و کارهای فیزیکی به دو بخش حرارتی و مکانیکی تقسیم بندی می گردد. دو نوع روش سنگ شکنی ESWL و BWL وجود دارد. در ESWL پروفیل امواج به صورت شوک می باشد و در نتیجه شوک وارده سبب تخریب سنگ ها می گردد. در روش BWL پروفیل امواج به شکل هارمونیک می باشد که سبب ایجاد رزونانس در سنگ و شکست آن می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Adamos Kyriakou “Multi-Physics Computational Modeling of Focused Ultrasound Therapies”, Phd Thesis, ETH Zurich,2015

ﻣﻮﻻﯾﯽ،ﺣﻨﯿﻒ”ﺷﺒﯿﻪﺳﺎزیاﻧﺘﺸﺎراﻣﻮاجﻓﺮاﺻﻮتدرﺑﺎﻓﺖﻧﺮمدرﺳﺮﻃﺎنﺑﻪ [٢] روشﻫﺎﯾﻔﻮ“،ﭘﺎﯾﺎنﻧﺎﻣﻪﮐﺎرﺷﻨﺎﺳ ارﺷﺪ،داﻧﺸﺎهﺷﺮﯾﻒ،دیﻣﺎه۴٩٣١

[3] M.R.Bailey,V.A.Khokhlova,O.A.Sapozhnikov,S.G.Kargl,and L.A.Crum “Physical Mechanisms of the Therapeutic Effect of Ultrasound (A Review)” , Acoustical Physics,Vol.49 ,No.4 ,2003,pp.437-464

 [4] C. J. Diederich and K. Hynynen, “Ultrasound technology for hyperthermia” Ultrasound Med. Biol.25 (6), 871 (1999)

 [5] D.Cathignol,inNonlinearAcousticsattheBeginningofthe 21stCentury: Proceedingsof16thISNA,Moscow,2002,Ed. By O. V. Rudenko and O. A. Sapozhnikov (2003), Vol. 1, pp. 371–378.

 [6] Julianna C. Simon, Barbrina Dunmire, Michael R. Bailey, MathewD.Sorensen,“Developingcompleteultrasonicmanagement of kidney stones for spaceflight”, Journal of Space Safety Engineering – Vol. 3 No. 2 – September 2016

[7] C. A. Cain and S. Umemura, “Concentric-Ring and SectorVortex Phased-Array Applicators for Ultrasound Hyperthermia” IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 34 (5), 542 (1986).

 [8] L. R. Gavrilov and J. W. Hand, “A theoretical assessment oftherelativeperformanceofsphericalphasedarraysforultrasound surgery” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 47 (1), 125 (2000).

 [9] W. Eisenmenger, “The mechanisms of stone fragmentation in ESWL” Ultrasound Med. Biol. 27, 683 (2001).

 [10] O. V. Rudenko and O. A. Sapozhnikov, “Intense acoustic beams: self-actionofdiscontinuouswaves,focusingofpulses andextracorporeallithotripsy”MoscowUniv.Phys.Bull.46 (1), 5 (1991).

[11] V. A. Akulichev, in High-Intensity Ultrasonic Fields, Ed. by L. D. Rozenberg (Nauka, Moscow, 1968; Plenum, New York, 1971).

 [12] C. C. Church, J. Acoust. “A theoretical study of cavitation generatedbyanextracorporealshockwavelithotripter”Soc. Am. 86, 215 (1989).

[13] O. A. Sapozhnikov, V. A. Khokhlova, M. R. Bailey, et al., “Effect of overpressure and pulse repetition frequency on cavitation in shock wave lithotripsy” J. Acoust. Soc. Am. 112, 1183 (2002). [14] T. J. Matula, P. R. Hilmo, B. D. Storey, and A. J. Szeri, “Radial response of individual bubbles subjected to shock wave lithotripsy pulses in vitro” Phys. Fluids 14 (3), 913 (2002).

[15] Z.DingandS.M.Gracewski,“Responseofconstrainedand unconstrained bubbles to lithotripter shock wave pulses” J. Acoust. Soc. Am. 96(6), 3636 (1994).

[16] W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, and B. P. Flannery, Numerical Recipes in FORTRAN, 2nd ed. (Cambridge Univ. Press, New York, 1992).

[17] A.J.Coleman, J.E. Saunders, L.A.Crum, and M.Dyson, “Acoustic cavitation generated by an extracorporeal shockwave lithotripter”, Ultrasound Med. Biol. 13, 69 (1987).

 [18] C. Chaussy, W. Brendel, and E. Schmiedt, Lancet, “EXTRACORPOREALLY INDUCED DESTRUCTION OF KIDNEY STONES BY SHOCK WAVES” 2 (8207), 1265 (1980).

 [19] B. Sturtevant, in Smith’s Textbook of Endourology, Ed. by A. D. Smith, G. H. Badlani, D. H. Bagley, R. V. Clayman, G. H. Jordan, L. R. Kavoussi, J. E. Lingeman, G. M. Preminger, and J. W. Segura (Quality Medical, St. Louis, MO, 1996), Chap. 39, pp. 529–552. Med. Biol. 27, 683 (2001).

[20] M. Lokhandwalla, J. A. McAteer, J. C. Williams, Jr., and B. Sturtevant, “Mechanical haemolysis in shock wave lithotripsy (SWL): II. In vitro cell lysis due to shear”Phys. Med. Biol. 46 (4), 1245 (2001). [21] M. Delius, F. Ueberle, and S. Gambihler, “Destruction of gallstonesandmodelstonesbyextracorporealshockwaves” Ultrasound Med. Biol. 20 (3), 251 (1994). [22] A. P. Evan, L. R. Willis, B. A. Connors, et al., “Kidney Damage and Renal Functional Changes are Minimized by Waveform Control that Suppresses Cavitation in Shock Wave Lithotripsy” J. Urol. 168 (4), 1556 (2002).

 [23] S. Zhu, F. H. Cocks, G. M. Preminger, and P. Zhong,” The role of stress waves and cavitation in stone comminution in shock wave lithotripsy” Ultrasound Med. Biol. 28 (5), 661 (2002).

 [24] S. Zhu, F. H. Cocks, G. M. Preminger, and P. Zhong,” The role of stress waves and cavitation in stone comminution in shock wave lithotripsy” Ultrasound Med. Biol. 28 (5), 661 (2002).

[25] P. Meaney, M. D. Cahill, and G. R. ter Haar,” The intensity dependence of lesion position shift during focused ultrasound surgery” Ultrasound Med. Biol. 26, 441 (2000). [26] E.A.FilonenkoandV.A.Khokhlova,Akust.Zh.“Effectof acousticnonlinearityonheatingofbiologicaltissuebyhighintensity focused ultrasound”47, 541 (2001) [Acoust. Phys. 47, 468 (2001)].

 [27] T. Christopher, “A nonlinear plane-wave algorithme for diffractive propagation involving shock waves” Comput. Acoust. 1, 371 (1993). [28] S. S. Kashcheeva, O. A. Sapozhnikov, V. A. Khokhlova, et al.,Akust.Zh.46,211(2000)[Acoust.Phys.46,170(2000)].

 [29] S. Ginter, M. Liebler, E. Steiger, et al” Full-wave modeling of therapeutic ultrasound: Nonlinear ultrasound propagation in ideal fluids”., J. Acoust. Soc. Am. 111, 2049 (2002).

[30] F. Chavrier, J. Y. Chapelon, A. Gelet, and D. Cathignol, Modeling of high-intensity focused ultrasound-induced lesions in the presence of cavitation bubbles” J. Acoust. Soc. Am. 108, 432 (2000).

[31] R. G. Holt and R. A. Roy,” Measurements of bubbleenhanced heating from focused, mhz-frequency ultrasound in a tissue-mimicking material” Ultrasound Med. Biol. 27 (10), 1399 (2001).

[32] Adam D. Maxwell, Bryan W. Cunitz, Wayne Kreider, Oleg A. Sapozhnikov, Ryan S. Hsi, Jonathan D. Harper, Michael R. Bailey and Mathew D. Sorensen “Fragmentation of Urinary Calculi In Vitro by Burst Wave Lithotripsy” , JOURNAL OF UROLOGY, Vol. 193, 338-344, 2015