Abstract: L'un des objectifs de l'échographie thérapeutique est de permettre la génération de chaleur dans les tissus. Les protocoles d'application des ultrasons négligent généralement ces processus d'absorption et de rétrodiffusion/réflexion aux interfaces peau/graisse, graisse/muscle et muscle/os. L'objectif de cette étude était d'étudier le processus de chauffage aux interfaces proches du transducteur et de l'os à l'aide d'une simulation informatique et de matériaux imitant les tissus (fantômes). Le dispositif expérimental consiste en un équipement d'échographie physiothérapeutique pour l'irradiation, deux couches de matériau imitant les tissus mous, et une avec et une sans couche supplémentaire de matériau imitant les os. La surveillance par thermocouple est utilisée dans les deux cas. Un modèle informatique est utilisé avec les paramètres expérimentaux dans une plate-forme logicielle COMSOL®. Les résultats expérimentaux montrent une augmentation significative de la température (42 °C) à 10 mm de profondeur, indépendamment de la présence de la couche osseuse, divergeant de 3 °C des valeurs simulées. Les causes probables sont le chauffage du thermocouple et du transducteur et les réverbérations de l'interface. Il n'y avait pas de différence statistique dans les résultats expérimentaux avec et sans l'os cortical pour le thermocouple central de la première interface [t(38) = -1,52 ; IC à 95 % = -0,85, 0,12 ; p = 14]. L'élévation de température (>6 °C) à proximité de la couche osseuse était plus faible que prévu (>21 °C), peut-être parce que sans la couche osseuse, les thermocouples à 30 mm entrent en contact avec le bain-marie et la convection intensifie la perte de chaleur ; ce facteur a été omis dans le modèle de simulation. Ce travail suggère qu'une plus grande attention devrait être accordée aux interfaces des couches de tissus mous dans les procédures thérapeutiques par ultrasons, même en l'absence d'une couche osseuse proche.
Uno de los objetivos de la ecografía terapéutica es permitir la generación de calor en los tejidos. Los protocolos de aplicación de ultrasonido generalmente descuidan estos procesos de absorción y retrodispersión/reflexión en las interfaces piel/grasa, grasa/músculo y músculo/hueso. El objetivo de este estudio fue investigar el proceso de calentamiento en las interfaces cercanas al transductor y el hueso con la ayuda de simulación por computadora y materiales que imitan los tejidos (fantasmas). La configuración experimental consiste en un equipo de ultrasonido fisioterapéutico para la irradiación, dos capas de material que imita los tejidos blandos, y una con y otra sin una capa adicional de material que imita los huesos. En ambos casos se utiliza la monitorización por termopar. Se utiliza un modelo computacional con los parámetros experimentales en una plataforma de software COMSOL®. Los resultados experimentales muestran un aumento significativo de la temperatura (42 °C) a 10 mm de profundidad, independientemente de la presencia de la capa ósea, divergiendo 3 °C de los valores simulados. Las causas probables son el calentamiento del termopar y el transductor y las reverberaciones de la interfaz. No hubo diferencia estadística en los resultados experimentales con y sin el hueso cortical para el termopar central de la primera interfaz [t(38) = -1.52; IC 95% = -0.85, 0.12; p = 14]. El aumento de temperatura (>6 °C) cerca de la capa ósea fue menor de lo previsto (>21 °C), posiblemente porque sin la capa ósea, los termopares a 30 mm hacen contacto con el baño de agua y la convección intensifica la pérdida de calor; este factor se omitió en el modelo de simulación. Este trabajo sugiere que se debe prestar más atención a las interfaces de la capa de tejidos blandos en los procedimientos terapéuticos de ultrasonido incluso en ausencia de una capa ósea cercana.
One goal of therapeutic ultrasound is enabling heat generation in tissue. Ultrasound application protocols typically neglect these processes of absorption and backscatter/reflection at the skin/fat, fat/muscle, and muscle/bone interfaces. The aim of this study was to investigate the heating process at interfaces close to the transducer and the bone with the aid of computer simulation and tissue-mimicking materials (phantoms).The experimental setup consists of physiotherapeutic ultrasound equipment for irradiation, two layers of soft tissue-mimicking material, and one with and one without an additional layer of bone-mimicking material. Thermocouple monitoring is used in both cases. A computational model is used with the experimental parameters in a COMSOL® software platform.The experimental results show significant temperature rise (42 °C) at 10 mm depth, regardless of bone layer presence, diverging 3 °C from the simulated values. The probable causes are thermocouple and transducer heating and interface reverberations. There was no statistical difference in the experimental results with and without the cortical bone for the central thermocouple of the first interface [t(38) = -1.52; 95% CI = -0.85, 0.12; p = 14]. Temperature rise (>6 °C) close to the bone layer was lower than predicted (>21 °C), possibly because without the bone layer, thermocouples at 30 mm make contact with the water bath and convection intensifies heat loss; this factor was omitted in the simulation model.This work suggests that more attention should be given to soft tissue layer interfaces in ultrasound therapeutic procedures even in the absence of a close bone layer.
أحد أهداف الموجات فوق الصوتية العلاجية هو تمكين توليد الحرارة في الأنسجة. عادة ما تهمل بروتوكولات تطبيق الموجات فوق الصوتية عمليات الامتصاص والتشتت العكسي/الانعكاس على الجلد/الدهون والدهون/العضلات والواجهات العضلية/العظمية. كان الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في عملية التسخين على واجهات قريبة من المحول والعظام بمساعدة المحاكاة الحاسوبية ومواد محاكاة الأنسجة (الأشباح). يتكون الإعداد التجريبي من معدات الموجات فوق الصوتية للعلاج الطبيعي للإشعاع، وطبقتين من مواد محاكاة الأنسجة الرخوة، وواحدة مع وواحدة بدون طبقة إضافية من مواد محاكاة العظام. يتم استخدام مراقبة المزدوجات الحرارية في كلتا الحالتين. يتم استخدام نموذج حسابي مع المعلمات التجريبية في منصة برامج COMSOL®. تُظهر النتائج التجريبية ارتفاعًا كبيرًا في درجة الحرارة (42 درجة مئوية) على عمق 10 مم، بغض النظر عن وجود طبقة العظام، وتباعد 3 درجات مئوية عن القيم المحاكاة. الأسباب المحتملة هي المزدوجات الحرارية وتسخين محول الطاقة وأصداء الواجهة. لم يكن هناك فرق إحصائي في النتائج التجريبية مع وبدون العظم القشري للمزدوج الحراري المركزي للواجهة الأولى [t(38) = -1.52 ؛ 95 ٪ CI = -0.85، 0.12 ؛ p = 14]. كان ارتفاع درجة الحرارة (>6 درجات مئوية) بالقرب من طبقة العظام أقل مما كان متوقعًا (>21 درجة مئوية)، ربما لأنه بدون طبقة العظام، تتلامس المزدوجات الحرارية عند 30 مم مع حمام الماء ويزيد الحمل الحراري من فقدان الحرارة ؛ تم حذف هذا العامل في نموذج المحاكاة. يشير هذا العمل إلى أنه يجب إيلاء المزيد من الاهتمام لواجهات طبقة الأنسجة الرخوة في الإجراءات العلاجية بالموجات فوق الصوتية حتى في حالة عدم وجود طبقة عظمية قريبة.
Processing Request
No Comments.