Verhalten von Microbubbles
Résumé
Problemstellung
Da Blutkörperchen im diagnostischen Frequenzbereich relativ schlechte Streuer sind, braucht man für die Abbildung der Blutströmung anhand von Ultraschall und die Quantifizierung der Durchblutung oft ein Kontrastmittel. Hüllenstabilisierte Gasbläschen mit Durchmessern von einigen Mikrometern sind dafür geeignet, nicht nur wegen ihrer hohen Kompressibilität und niedrigen Dichte, sondern auch, da ihre Resonanzfrequenz in der Nähe der klinisch-diagnostischen Anregungsfrequenz liegt.
Patienten und Methode
Für die Verbesserung der Detektionstechniken ist die Vorhersage des dynamischen Verhaltens von Ultraschallkontrastmitteln wichtig. Dazu betrachten wir eine Blase in einem Schallfeld als ein harmonischer, gedämpfter, erzwungener Schwinger.
Ergebnisse
Bei niedrigen Anregungsamplituden liefern Mikroblasen verbesserte lineare Rückstreuung. Durch das nichtlineare Verhalten von Mikroblasen kann Blut vom umliegenden Gewebe unterschieden werden. Die Zerstörung von Mikrobläschen mit hochamplitudigem Ultraschall führt zu starken, temporären, harmonischen Echos. Diese Echos zeigen in der Ultraschallabbildung sofort die durchbluteten Regionen. Nach Zerstörung können die Blasenfragmente oder das freigesetzte Gas mit Ultraschall niedriger Amplitude und zusätzlich der Zufluss von neuem Kontrastmittel detektiert werden.
Schlussfolgerungen
Die Zerstörung von Mirkobläschen hat nicht nur diagnostische, sondern auch potenzielle therapeutische Anwendungen wie Ultraschall-gesteuerte Medikamentenabgabe. Bläschen können kleine durch Jetting oder Scherung erzeugte für Medikamentenabgabe geeignete temporäre Löcher in Zellen erzeugen (Sonoporation). Die folgenden geeigneten Anpassungen an Kontrastmittel sind vorgeschlagen worden: a) Das Mischen von Kontrastmitteln mit einem Medikament. b) Das Anbringen von Medikamenten auf der Mikroblasenhülle. c) Das Einbringen von therapeutischem Gas in Kontrastbläschen. d) Das Einbringen von Medikamenten in akustisch aktiven Liposphären. e) Das Erzeugen von mit einem Medikament gefüllten Antiblasen. Für diese neuen therapeutischen Anwendungen von Kontrastmitteln wird die Vorhersage des Mikroblasenverhaltens noch wichtiger.