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entwickelnden Fötus und des Auges, durchgeführt, ohne dass schwerwiegende unerwünschte
Ereignisse dokumentiert wurden. Allerdings können Ultraschallwellen abhängig von den
Eigenschaften der Ultraschallwellen und der Empfindlichkeit des gescannten Gewebes erhebliche
biologische Auswirkungen haben. Ärzte und Sonographen m ü ssen sich dieser potenziellen
biologischen Auswirkungen bewusst sein, wenn sie die Gesamtsicherheit des Verfahrens
beurteilen. Die biologischen Wirkungen von Ultraschall hängen von der Gesamtenergie ab, die
auf eine bestimmte Region angewendet wird. Daher können unterschiedliche Dauer der
Einwirkung von Wellenemission, Intensität und Frequenz des Ultraschallstrahls, gepulste oder
kontinuierliche Emissionsmodalität und akustische Leistung zu erheblichen biologischen
Wirkungen f ü hren, die ü blicherweise in thermische und mechanische (nicht-thermische)
Wirkungen unterteilt werden.
Thermal
Die biologischen Wirkungen von Ultraschallenergie hängen hauptsächlich mit der Erzeugung von
Wärme zusammen. Immer wenn Ultraschallenergie absorbiert wird, entsteht Wärme. Die
erzeugte Wärmemenge hängt von der Intensität des Ultraschalls, der Einwirkungszeit und den
spezifischen Absorptionseigenschaften des Gewebes ab. Bis zu 70 % des mit Ultraschall
verbundenen gesamten Temperaturanstiegs treten innerhalb der ersten Minute der Exposition
auf [2], aber die Temperatur steigt mit zunehmender Expositionszeit weiter an. Die Minimierung
der Expositionszeit ist wahrscheinlich der wichtigste Faktor zur Gewährleistung der
Patientensicherheit vor thermischen Verletzungen [3]. Weitere wichtige zu berücksichtigende
Parameter sind:
•Der relative Proteingehalt jedes Gewebes, da die Absorptionskoeffizienten der Gewebe in
direktem Zusammenhang mit dem Proteingehalt stehen; Die Absorptionskoeffizienten variieren
zwischen 1 (Haut, Sehne, Rückenmark) und 10 (Knochen) dB/cm MHz
•Die Durchblutung des Gewebes, die eine dämpfende Wirkung auf die Wärmeentwicklung hat
und physikalisch den Abtransport der Wärme vom Ort der Energieübertragung ermöglicht.
•Emissionsmodalität, da es äußerst unwahrscheinlich ist, dass gepulster Ultraschall das Gewebe
wesentlich erwärmt.
•Strahlbreite, da eine größere Strahlbreite die Geschwindigkeit und das Ausmaß des
Temperaturanstiegs verringert, indem sie die Verteilung der Energie ü ber ein größeres
Perfusionsgebiet ermöglicht
Mechanisch (nicht thermisch)
Ultraschallenergie erzeugt auch mechanische Kräfte unabhängig von thermischen Effekten
und verursacht dadurch biologische Effekte, die nicht nur mit dem Temperaturanstieg
zusammenhängen, wie z. B. Kavitation, Drehmomentkräfte, oszillierende Scherung,
Strahlung, Druck und Mikroströmung.
Hohlraumbildung
Die Wechselwirkung von Ultraschall mit Gasblasen oder Kontrastmitteln führt zu schnellen und
möglicherweise großen Änderungen der Blasengröße. Dieser Prozess, der als Kavitation
bezeichnet wird, kann die Temperatur und den Druck in der Blase erhöhen und dadurch
mechanische Belastungen f ü r das umliegende Gewebe verursachen, die Bildung von Fl ü
ssigkeitsmikroben beschleunigen und freie Radikale erzeugen [5]. Gashaltige Strukturen (z. B.
Lunge, Darm) sind am anfälligsten f ü r die Auswirkungen akustischer Kavitation. Die
Ultraschallwellenlänge spielt eine wichtige Rolle bei der Blasenbildung und dem Blasenwachstum:
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