Ultraäänion eräänlainen elastinen mekaaninen aalto materiaaliväliaineessa. Se on aaltomuoto. Siksi sitä voidaan käyttää ihmiskehon fysiologisten ja patologisten tietojen havaitsemiseen, eli diagnostiseen ultraääneen. Samalla se on myös energiamuoto. Kun tietty ultraääniannos etenee organismeissa, se voi niiden vuorovaikutuksen kautta aiheuttaa muutoksia organismien toiminnassa ja rakenteessa, eli ultraäänen biologinen vaikutus.

Ultraäänen vaikutukset soluihin käsittävät pääasiassa lämpövaikutuksen, kavitaatiovaikutuksen ja mekaanisen vaikutuksen. Lämpövaikutus on se, että kun ultraääni etenee väliaineessa, kitka estää ultraäänen aiheuttamaa molekyylivärähtelyä ja muuntaa osan energiasta paikalliseksi korkeaksi lämmöksi (42–43 ℃). Koska normaalin kudoksen kriittinen tappava lämpötila on 45,7 ℃ ja turvonneen Liu-kudoksen herkkyys on korkeampi kuin normaalin kudoksen, turvonneiden Liu-solujen aineenvaihdunta heikkenee tässä lämpötilassa ja DNA:n, RNA:n ja proteiinin synteesi kärsii. Näin syöpäsoluja tapetaan vaikuttamatta normaaleihin kudoksiin.

Kavitaatiovaikutus on se, että ultraäänisäteilyn vaikutuksesta eliöihin muodostuu vakuoleja. Vakuolien värähtelyn ja niiden voimakkaan räjähdyksen seurauksena syntyy mekaanista leikkauspainetta ja turbulenssia, mikä aiheuttaa turvotusta, verenvuotoa, kudosten hajoamista ja nekroosia.

Lisäksi, kun kavitaatiokupla rikkoutuu, se tuottaa hetkellisen korkean lämpötilan (noin 5000 ℃) ja korkean paineen (jopa 500 ℃) × 104pa), joka voi syntyä vesihöyryn, OH-radikaalin ja H-atomin lämpödissosiaatiolla OH-radikaalin vaikutuksesta. H-atomin aiheuttama redox-reaktio voi johtaa polymeerin hajoamiseen, entsyymien inaktivoitumiseen, lipidiperoksidaatioon ja solujen tappamiseen.

报错 笔记