Ultrasound Bioeffects and Regulatory Issues: An Introduction for the Echocardiographer

Skorton, David J.; Collins, Steve; Meltzer, Richard S.; O’Brien, William D.; Schnittger, Ingela; Ramm, Olaf T. von

doi:10.1016/s0894-7317(88)80082-8

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“…An additional mechanism contributing to ultrasound bioeffects is cavitation, which refers to the formation and activity of bubbles formed from gas nuclei in a liquid (37).These bubbles can either expand and contract stably or collapse, generating high local areas of pressure and heat formation, termed transient cavitation. Both stable and transient cavitation cause shear stress and local fluid motion resulting in biologic effects (40). Cavitation nuclei are found most often at fluid-solid interfaces and especially in surface crevices.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Ultrasound Reversibly Disaggregates Fibrin Fibers

1997

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SummaryUltrasound accelerates fibrinolysis in vitro and in vivo, primarily through non-thermal mechanisms including cavitation. We have previously observed that ultrasound reversibly increases flow through fibrin gels, a property primarily determined by the structure of the fibrin matrix. Therefore, the effect of ultrasound on the ultrastructure of fibrin gels was examined using scanning electron microscopy. Non-cross- linked fibrin gels were fixed and prepared for microscopy before, during and after exposure to 1 MHz ultrasound, and quantitative analysis of fiber population density and diameter was performed. Gels exposed and fixed in the presence of ultrasound exhibited an increase in density of 65 ± 26% (mean ± SD) at 4 W/cm2 (p <0.000001) accompanied by a decrease in fiber diameter of 27 ± 9% (p <0.000001). Gels fixed 15 min following ultrasound exposure showed no significant change in either density or diameter compared to unexposed gels, indicating that the ultrasound-induced change in fiber structure was reversible. Factor XIII-crosslinked fibrin gels exhibited no change in population density or diameter when exposed to ultrasound. These results indicate that ultrasound exposure causes reversible disaggregation of uncrosslinked fibrin fibers into smaller fibers, an effect that may alter flow resistance and create additional binding sites for fibrinolytic components, improving fibrinolytic efficacy.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Ultrasound Reversibly Disaggregates Fibrin Fibers

1997

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“…Cavitation is creation of small gas filled cavities and can occur with high energy ultrasound, but has not been an issue with diagnostic ultrasound. 6,7 …”

Section: Bioeffects and Safetymentioning

confidence: 99%

Basic Physics of Transesophageal Echocardiography

Rengasamy

Subramaniam²

2008

International Anesthesiology Clinics

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“…• Die "spatial peak temporal average intensity" (I spta ) beschreibt als Maß der biologischen Wirkungen die Spitzenenergie, der das Gewebe während der Ultraschallbestrahlung ausgesetzt ist. In der Echokardiographie ist das ein bis mehrere 100 mW/cm 2 , was einem Zehntel des Mittelwertes der Sonnenenergie auf Meereshöhe entspricht [6]. Die maximale empfohlene I spta ist 1 W/cm 2 für unfokussierte Strahlen, und 100 mW/cm 2 für fokussierte Strahlen [7].…”

Section: Definitionunclassified

Physikalische Grundlagen der Echokardiographie

Béttex¹,

Chassot²,

Rhomberg³

Die Echokardiographie Im Perioperativen Und Intensivmedizinischen Bereich

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Abb. 2 2-D und M-mode Bilder. A Zweidimensionale Ansicht der kurzen Ebene des linken Ventrikels; die M-Mode-Achse kreuzt die Herzkammer in ihrem breitesten Durchmesser. B M-Mode-Bild. Das entlang der Achse aufgenommene Bild rollt auf dem Bildschirm ab. Kontraktion und Relaxation von Vorder-und Hinterwand werden online entlang der Zeitachse gezeigt A B 4 D. A. Bettex et al. Abb. 4 Piezoelektrischer Kristall. A Ohne Strom bleibt der Kristall inaktiv. B Wenn die Moleküle des piezoelektrischen Kristalls durch einen elektrischen Strom (DV+) stimuliert werden, ändern sie ihre Orientierung. Der Kristall dehnt sich aus und ein Ultraschall wird ausgesendet. Eine Rückenstärkung C eliminiert die Wellen, welche in einer anderen Richtung als zur Vorderseite des Schallkopfes ausgesendet werden. (aus Ref. [17], mit Erlaubnis) Abb. 5 "Phased-Array" Schallkopf. Verschiedene Elemente des Schallkopfes senden Ultraschall (US)-Wellen aus. Die Richtung des Strahles wird durch die Zeitverzögerung zwischen der Stimulation dieser Elemente durch den Pulsgenerator (G) bestimmt. Diese Zeitverzögerung wird durch die elektronische Uhr des Pulsgenerators reguliert. Der Empfang (R) geschieht mit der gleichen Zeitverzögerung und erlaubt die Rekonstruktion des Bildes durch den Computer (aus Ref. [17], mit Erlaubnis) A B 6 D. A. Bettex et al. Abb. 7 Einstellung des Echobildes. A Normaler Gain. B Zu hohe Einstellung des Gaines. C Mäßige Kompression. D Zu hoch eingestellte Kompression 14 D. A. Bettex et al. Abb. 14 Das spektrale Dopplerbild. Der Prozessor rekonstruiert eine Kurve gemäß der "Fast Fourrier" Transformation. Sie ist die Summation von allen verschiedenen analysierten Geschwindigkeiten über die Zeit. Jedes Zeitsegment entspricht einem Kästchen, dessen Intensität proportional zur Signalstärke ist, oder zur Anzahl der Blutzellen, die sich innerhalb der Spannbreite der durch die einzelnen Kästchen dargestellten Geschwindigkeiten bewegen. Die Breite des Spektrums oder Umrisslinie ist proportional zur Streuung der Frequenzen, die die Spannbreite der verschiedenen Geschwindigkeiten im Blutfluss darstellt (adaptiert aus Ref. [17])

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Ultrasound Bioeffects and Regulatory Issues: An Introduction for the Echocardiographer

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Ultrasound Reversibly Disaggregates Fibrin Fibers

Ultrasound Reversibly Disaggregates Fibrin Fibers

Basic Physics of Transesophageal Echocardiography

Physikalische Grundlagen der Echokardiographie

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