生体の音波・超音波に対する性質
縦波
波に伝わる方向が媒質の振動方向と同一(平行)のもの
生体内の音響振動としては、縦波が重要
横波
波に伝わる方向が媒質の振動方向と直角のもの
減衰定数
| 水など | ： | 減衰定数は周波数の２乗に比例して増加 |
| 生体組織 | ： | 減衰定数は周波数の１乗に比例して増加 |
生体組織の超音波特性
音響インピーダンス、音速、吸収係数(減衰定数)に依存する
≪音速≫
骨＞軟組織(筋肉＞脂肪)＞肺 (硬さに比例)
≪音響インピーダンス≫
骨＞軟組織(筋肉＞脂肪)＞肺 (硬さに比例)
≪減衰定数≫
肺＞頭蓋骨＞軟組織＞血液
超音波の生体作用と安全性
| 100ｍＷ/c㎡以下 | ： | 生体組織は非可逆的変化を受けない |
| 10W/c㎡以上 | ： | キャビテーション現象が起こる |
生体の熱に対する性質
熱産生
≪熱産生≫
成人男性 ： 60～150W
| 25～35％ | ・・・ | 仕事エネルギー(物質合成、筋収縮、能動輸送など) |
| 65～75％ | ・・・ | 熱エネルギー(体温維持と残りを体外へ放出) |
≪熱産生部位≫
| 安静時 | 運動時 | |
|---|---|---|
| 筋肉 | 20％ | 80％ |
| 肝・内臓 | 50％ | 12％ |
※ 多くが骨格筋で熱産生が行われている。
熱放散
≪生体内部からの熱の移動(体内→体表面)≫
| 血液循環 | ： | 約99％ |
| 熱伝導 | ： | 約1％ |
※ 血液循環が殆どを占める
≪体表からの熱の放散(体表面→空気中)≫
| 放射(輻射) | ： | 2/3 (10μｍの遠赤外線が生体から放出) |
| 蒸散(発汗、不感蒸泄) | ： | 1/4 |
| 伝導・対流 | ： | 1/10 |
※ 放射と蒸散が多くを占め、運動時には蒸散が増える。
≪熱伝導率≫
水 (1.0) ＞筋肉 (0.68) ＞脂肪 (0.33)
※ 水が一番熱を伝えやすい
温熱治療器 (ハイパーサーミア)
ハイパーサーミアとは、温熱療法の一つで腫瘍の治療に用いられる。
≪原理≫
正常組織に対して、腫瘍組織が熱に弱い性質があるため加熱して壊死させる。
≪熱処理温度と生存温度≫
腫瘍は正常組織に比べ、同一処理時間(100分)の熱処理に対して約42．5℃を境に生存率が急激に低下する。
≪加熱方法≫
| RF波(電磁波加熱) | ： | 8～40MHz →生体深部侵入。筋肉組織より脂肪組織を加温 |
| マイクロ波 | ： | 500～2450MHz →体表吸収。脂肪組織より筋肉組織を加温 |
