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U2 Bedienungsanleitung Ultraschall-Diagnosesystem
A2.3: Erläuterung von MI/TI
A2.3.1. MI (Mechanischer Index)
Wenn Ultraschallwellen auf Gewebe auftreffen und diese durchdringen, werden Kavitationen
generiert, was zu sofortiger lokaler Überhitzung führt. Dieses Phänomen wird durch Schalldruck,
Spektrum, Fokus, Übertragungsmodus und Faktoren wie Zustände und Eigenschaften des
Gewebes
und
der
Grenzen
bestimmt.
Diese
mechanische
Bioauswirkung
ist
ein
Schwellenphänomen, das auftritt, wenn eine bestimmte Stufe der Ultraschall-Ausgangsleistung
überschritten wird. Der Schwellenwert steht mit dem Gewebetyp in Zusammenhang. Obwohl
keine bestätigten, negativen mechanischen Auswirkung auf Patienten oder Säugetiere gemeldet
wurden, die durch eine Exposition mit Intensitäten verursacht wurde, die für aktuelle
Ultraschalldiagnostikgeräte typisch ist, ist der Schwellenwert für Kavitation noch nicht endgültig
bestimmt. Allgemein gesagt gilt, je höher der Schalldruck, desto größer das Potenzial für
mechanische Bioauswirkungen, und je niedriger die Schallfrequenz, desto größer das Potenzial
für mechanische Bioauswirkungen.
AIUM und NEMA haben einen mechanischen Index (MI) aufgestellt, um das Potenzial für
mechanische Auswirkungen anzugeben. Der MI ist als das Verhältnis des negativen
Spitzenschalldrucks (sollte anhand des Schalldämpfungskoeffizienten des Gewebes 0,3
dB/cm/MHz berechnet werden) zur Schallfrequenz definiert.
MI =
P
r, α
× C
f
awf
MI
= 1 (MPa/MHz)
C
MI
A2.3.2. TI (Thermischer Index)
Die Erwärmung des Gewebes wird von der Absorption des Ultraschalls verursacht, wenn die
Ultraschallenergie angewendet wird. Der Temperaturanstieg wird durch die Schallintensität, die
exponierte Fläche und die thermophysikalischen Eigenschaften des Gewebes bestimmt.
Um das Potenzial für einen durch thermische Auswirkungen verursachten Temperaturanstieg
anzugeben, haben AIUM und NEMA den thermischen Index (TI) aufgestellt. Der TI wird als das
Verhältnis zwischen der Gesamtschallleistung und jener Schallleistung definiert, die erforderlich
ist, um die Temperatur des Gewebes um 1 °C zu erhöhen.
In Anlehnung an die drei unterschiedlichen thermophysikalischen Eigenschaften des Gewebes
wird der TI in drei Arten untergeteilt: TIS, TIB und TIC.
TIS (Soft Tissue Thermal Index, thermischer Index für Weichgewebe): Dieser Index stellt eine
Schätzung des potenzialen Temperaturanstiegs in Weich- oder ähnlichem Gewebe bereit.
TIB (Bone Thermal Index, thermischer Index für Knochen): Dieser Index stellt eine Schätzung
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