超音波補助唇形成術は、従来の真空脂肪吸引と一緒に脂肪の抽出のための一般的な手順となっている。 真空の脂肪吸引術と超音波助けられたlipoplastyを同一視する傾向がありますけれども脂肪を得るのにそれぞれが全く別の物理的なモードおよび技術を使 真空の脂肪吸引術と超音波助けられたlipoplastyの効力を比較する研究は報告され、評価され続けます。
Zocchi1–3とMaillardらによる初期の使用以来。、4多くの経験および知識は副作用および複雑化に関して得られました。 火傷、感染症、線維症、血清腫、血管や神経の凝固などの短期的な副作用はすでに報告されていますが、長期的な合併症は可能です。
最近の研究では、乳房に超音波補助脂肪形成術を使用することが報告されている4および大量の脂肪の抽出。 重点は頭部、首および胸のような敏感な領域が扱われ、高輝度の超音波エネルギーが主要な血管および神経に近接して適用されるとき若い患者に対する超音波助けられたlipoplastyの長期効果に置かれるべきである。
周囲のティッシュに影響を与える超音波エネルギーの物理学の一般に受け入れられた理解は熱、cavitational、および機械効果を含みます。
超音波エネルギーの化学と物理学に関する文献の徹底的なレビューは、しかし、生物学的システムにおける超音波エネルギーの悪影響に貢献することが このメカニズムは、超音波補助lipoplastyに関連付けられているときに長期的な合併症を作成することができる三つの主要な要因:
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ソノルミネセンス、または紫外線と可能な軟X線放射を生成することができる光への音の変換、
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フリーラジカルの副産物の様々な結果ソノケミストリー、
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マージョリン潰瘍様現象などの後期後遺症を有する可能性があります深い軟部組織に対する熱効果
超音波の使用は、実質的なリスクは広く開催されていません。 本研究では、高強度超音波エネルギーの変換に関与する潜在的なリスクと軟部組織に対するその可能性のある長期的な危険な影響を調べます。
ソノルミネセンスの物理学
超音波エネルギーは、カニューレの手の部分内に位置する圧電結晶による電気エネルギーの変換によって生成され トランスデューサーによって出る超音波エネルギーはsonoluminescence現象を作り出すのに十分なエネルギーとキャビテーション—解決の小さい泡の拡張そして急速な崩壊 液体中の音波で生成され、持続される気泡は、音場内で空洞化し、黒体放射を放出し、水中では約190nmでピークに達する赤外線領域から伸びる非構造化スペク この波長では、最高の発光強度が検出される。 この波長は25,000Kに相当しますが、水分子がこの波長で光を吸収し始めるので、これは決して気泡の崩壊で達成される実際の温度ではありません。 有機液体から観察されるsonoluminescenceは大いにより低い温度と関連付けられます、けれども超音波エネルギーと照射されるティッシュへのtumescent解決の導入は高エネ In vitroでの実験では、20KHzと1MHzの間の範囲で水性媒体中の超音波エネルギーによる気泡の衝撃は、音響圧力の低下のために膨張し、直径が約25倍になり、直径が100μ mに増加する。 音波がそのサイクルの半分に達すると、ガスが大幅に分散されるため、気泡の内部は実質的に真空である。 最大直径に達した後、音圧が増加し始め、その結果、内部と外部との間の圧力差が気泡の急速な崩壊をもたらす。 気泡が圧縮されると、コア温度は72,000°Kまで、さらには1000万度ケルビンまで上昇し、ソノルミネセンス—可視、紫外線、さらには軟X線スペクトルの光の放出-が発生する可能性があります。 バブルの直径は、時間の短い期間のために上下にバウンスし、その後、音の新しいバーストは、すべての上に再び効果を作成することができます。 光の輝きは連続しているように見えますが、実際には約50psecの持続時間で非常に急速なサイクルで点滅しています。5発光機構には他にもいくつかの説明がありますが、上記が最も容易に受け入れられています。
ソノルミネセンスでは、音を光に変換するプロセスが呼び出されるため、バブルは音響振動のエネルギーを1兆倍に集中させています。 すなわち、気泡を駆動する音の波長はセンチメートルの長さであるが、光は原子次元の領域から放出される。 超音波助けられたlipoplastyの過程においてトランスデューサーによって出る超音波エネルギーによって引き起こされるキャビテーションはsonoluminescenceを発生させる同じよ
ソノルミネセンスの生物学的効果
生物学的効果は複雑で多変数に依存することが期待されています。 ソノルミネセンスの作成のための物理的条件は、超音波支援lipoplastyマシンで予想することができますが、ソノルミネセンスは、軟部組織上の超音波照射によ
Vona et al.6は、約250nmの近紫外放射のソノルミネセンスと、おそらく体外衝撃波リトトリプターにおける生物学的に損傷する遠紫外および軟X線放射を含む高エネル Carstensen et al.超音波エネルギーは脂肪組織のみに特異的ではないことが示されている。 著者らは、1MHzの超音波の連続波への曝露による赤血球の溶解を実証している。 “ソノルミネセンスの観察はすべて、細胞が慣性（過渡）音響キャビテーションによって溶解されるという仮説と一致している。 “7
この現象に関する文献のほとんどは、異なる実験室環境で観察されるが、標準的な超音波支援lipoplastyマシンで使用されるカニューレの先端内のエネルギー これは、通常、約20KHzの周波数で50〜150W/cm2の範囲にあります。
ソノケミストリー
媒体を介した超音波の伝播は、圧縮および希薄化サイクルで構成されています。 気泡は圧縮部分の間に崩壊し、この崩壊の間に生成される高温のために、空洞内に閉じ込められた分子の化学結合が破裂する。 したがって，ソノケミカル反応に興味のある研究者は，低蒸気圧溶媒と高蒸気圧溶質を選択することが示唆された。 ソノケミカル反応のために提案されたメカニズムは常にフリーラジカルを含む。 これらの遊離基はキャビテーションプロセスの泡の断熱的な圧縮と関連付けられる短い高温の副産物です。 しかし、ソノケミカル反応の他の解釈にはイオンが含まれており、これらの理論はバブルの崩壊に伴って発生する巨大な電気勾配に基づいている。
キャビテーションとソノルミネセンスによる超音波の影響と様々な炭素鎖分子に対する電離放射線の影響によって生成される生成物は著しく類似している。8電子スピン共鳴技術は、付加体の電子スピン共鳴スペクトルの分析によって生物学的媒体中に形成されるフリーラジカルの様々な特性を決定するた9
ソノルミネセンスの特徴的な気泡運動を生成するためには、約110dBに相当する音波が必要です。崩壊からのエネルギーは、気泡内の分子を分解するのに十分強力です。
崩壊からのエネルギーは、気泡内の分子を分解するのに十分強力です。
ソノケミストリーの生物学的効果
ソノケミストリーの選択的効果は確立されていません。 ソノケミカル活性は、in vitroおよびin vivo超音波曝露の有害な生物学的効果の原因として報告されている。 水様媒体の化学反応の過程で作成されるヒドロキシルおよび水素基はrnaおよびDNAと反応し、核酸配列の変化で起因できます。10リーベスキンド他診断強度の超音波波が動物細胞のＤＮＡに影響を及ぼし得ることが示されている。 遊離基はDNAと直接反応するか、または細胞およびオルガネラの膜の過酸化、細胞内のマトリックスの中断、および重要な蛋白質の酵素プロセスの変化をもたらすことによって細胞を破壊するかもしれません。12低い超音波強度は、1.7W/cm2という低いレベルで水溶液中の水素およびヒドロキシルラジカルによって核酸のsonoreactionsを作成することが示されている。13チミンとウラシルは、約0.5W/cm2.14チミンのsonoreactionの動力学は、最初と温度にゼロ次の依存性であるのしきい値強度とsonoreactionsにおけるフリーラジカルに最も反応性 超音波によるチミンの分解は、チミンの5-6二重結合にヒドロキシルラジカルを添加し、その後シス-グリコールおよびトランス-グリコールに分解することによる。 チミン反応の化学的速度は、生物系の長時間の超音波処理中に「実質的な化学変化」を生成するのに十分な大きさにすることができます。”13Sonoluminescentおよびsonochemical効果はphacoemulsi fication装置と共に注意され、多分外科のcorneal endothelial損傷をもたらす酸素なしの基の形成を引き起こす。15
“ソノダイナミック療法は、薬物（典型的には光増感剤）と超音波の組み合わせによる腫瘍細胞死に対する相乗効果に基づく癌治療のための有望な新”16三好ら…図１ ６は、「ソノルミネセンス光による増感剤の光励起を含み、その後の一重項酸素の形成を伴うソノダイナミック作用の機構」を示している。”
Riesz et al.17は、アルゴン飽和水アセトン、および水アセトニトリル混合物の50KHzのソノリシスによるメチルラジカルの生成を観察しています。 ハリソンら18は、細胞傷害性薬物に対するトーンバースト超音波の効果を調査し、ドキソルビシンヒドロクロライド（アドリアマイシン）とジアジコンと0.4W/cm2と低強度で水性媒体中のヒドロキシルラジカルの生産のクローン原性細胞毒性の増強を実証した。
フリーラジカルは反応性の高い物質であり、周囲の組織と即座に反応することが期待されています。 超音波助けられたlipoplastyの固体cannulaの使用によって作り出される遊離基を含む残りの故障プロダクトは、ボディから部分的にだけ吸い出され、より大きい量の反応材料がより長い一定期間の皮の表面下の内で後に残っているのでより大きい心配であるかもしれません。
熱効果
水性媒体または組織を超音波照射に曝露すると、影響を受けた媒体に吸収される超音波エネルギーの量に応じて様々な程度の熱が発生します。
熱効果
組織を通過する超音波ビームは部分的に吸収され、ビーム軸上の組織の深さに沿って温度上昇の勾配を生じる。 気泡崩壊の結果として生成される高温は、気泡の位置に限定され、そのサイズは100μ mと推定される。 しかし、100W/cm2の超音波放射が-78℃のドライアイスアセトン温度に保たれた溶液50mlを通過すると、照射された液体の大部分も加熱される。3時間の照射終了時の測定温度は約-10℃である。 温度の上昇は、ter HaarおよびHopewellによって実証されたように、超音波強度と相関する19が、1.5〜3W/cm2の低強度範囲でのみ測定された。 組織温度上昇は、伝導および対流の関数であり、組織の血液灌流の有意性の程度が異なり、組織灌流の増加後の最初の線形温度上昇または温度低下の後
超音波補助脂肪形成術は、皮下組織を高強度の超音波エネルギーに曝し、特に高エネルギー機械を使用する場合に高温を発生させる手順である。 超音波エネルギー誘発温熱療法の適用は、ブタモデルにおける血管の内皮に損傷を与えた。20プローブの熱効果は、その直径に限定されることは期待されないが、その縁を超えて超える。21 0の1.5から3W/cm2の範囲の超音波エネルギーの外的な適用。皮の75のMHzは余分な集中させた暖房をもたらすかもしれないsubcutaneous層のトランスデューサーと皮または泡間の気泡が付いている皮の下でさまざまな間隔の より低い超音波の頻度、より低い自発の泡形成を発生させるために必要な強度。
熱効果は、43℃未満の温度で、10分未満の間維持されたときに超音波エネルギーの低強度で哺乳類の脳組織に検出可能な形態学的変化を作成しません。
22エネルギーの低い範囲では、温度が低いとき、キャビテーションは組織損傷の主な原因であり、したがって熱効果（より高い温度で組織損傷を引き起こす） 高エネルギー超音波補助脂肪形成術に曝されると温度上昇がはるかに高くなると予想され、照射された組織に有意な有害な影響をもたらす。 無傷の神経および血管であると思われるものを示す最初の内視鏡写真は、熱変性神経線維および凝固血管を表すことができる。
超音波補助脂肪形成装置の熱効果は、印加されるエネルギーの量、腫瘍性液体による水和のレベル、および曝露時間に相関する。
超音波補助脂肪形成装置の熱効果は、適用されるエネルギーの量、tumescent液体による水和のレベル、および曝露時間に相関する。 熱効果は皮膚の線維化および締め付けにつながる可能性があるが、深部軟部組織に対する長期的な効果はまだ研究されていない。 いわゆる
“マジョリン潰瘍様効果”は、深い火傷後瘢痕組織で進化する可能性があります。
超音波支援唇形成術の危険因子の増加
手術の期間-長い手術、紫外線および軟x線照射、フリーラジカル、および熱効果の損傷効果への潜在的
エネルギーの強度—高エネルギー機械はより効率的ですが、これらは損傷のリスクが高いことに対応しています。
エネルギーの強
組織の種類—最近の臨床研究は、発癌性の変化の後の開発に関する懸念を引き起こすはずの乳房組織上の超音波支援lipoplastyで報告されています。 頭部、頸部、および主要な血管および神経に近接した組織の超音波補助唇形成術は、敏感な構造の近傍に高エネルギーを適用するために評価されるべ
患者の年齢—若い患者に超音波支援lipoplasty技術を適用することは、後期紫外線およびx線放射線および熱効果などの後の合併症の可能性を高める超音波エネルギーは、様々な医療、診断、および治療用途に使用されてきました。
議論
超音波エネルギーは、様々な医療、診断、および治療用途 近年、審美的な整形手術におけるその使用、具体的には、内部の超音波支援唇形成術におけるその適用において、そして最近、外部の超音波支援唇形成術 軟部組織に適用される超音波エネルギーから、複雑で有害な物理的、化学的、および生物学的現象が生じる可能性があります。 治療器具における超音波エネルギーの外部使用は、水中の自由場における100mW/cm2空間ピーク、時間平均強度未満の強度で有意な効果はなく、安全であると考えられていた。マウスの出生前の開発に低強度超音波照射の23有害な生物学的効果が観察されました。24 3から4W/cm2の間の治療上の超音波の露出の使用と関連付けられる損なわれた骨格成長および0.5から1W/cm2低い露出のレベルの骨の構造の変25超音波エネルギーは、ソノルミネセンス、ソノケミカル、および熱効果を有することが実験的研究で示されている。 キャビテーションプロセスの複雑さとin vivoでの結果に影響を与える多くの変数のために、ある状況で生物学的損傷を生じる超音波曝露は、別の状況で26それにもかかわらず、これらのレベルの高強度の超音波エネルギーは大量の脂肪の抽出で、胸、頭部および首のような敏感なティッシュ区域で、主要な血管
彼の研究では、Zocchi13は、超音波補助脂肪形成術では、脂肪組織が超音波外科的作用によって選択的に標的とされると主張している。 我々は正しく維持することができます超音波支援lipoplasty脂肪組織に影響を与えますが、我々は考慮に高強度で超音波エネルギーの物理的、化学的、および生物学 フリーラジカル，ソノルミネセンス，高温は軟部組織に影響を及ぼすことに非選択的であると予想され，深部組織への高強度超音波照射の長期的な有害反応の主な原因となる可能性がある。 超音波補助脂肪形成術の選択性は、異なる組織タイプの強さによって決定することができ、組織吸引の速度によって明らかにされるであろう。 組織強度はまた、従来の方法と比較して、超音波補助脂肪形成術による吸引による出血の最小量を説明するであろう。27様々な出版物は、生物学的組織上の超音波エネルギーの非選択性を証明する。 実験室マウスでin vivoで実施されたいくつかの実験では、肝臓および腸組織への重度の損傷は、800KHzの照射で1-25W/cm2の強度で生成されている。 組織損傷は、ターゲット領域の深さで発生し、スキップ領域、時には波長の0.4に相関する二つの平行な損傷バンドで発生しました。 正常組織内には血流壊死の結節が散在していた。 損傷は最初に1の閾値で観察された。エネルギーおよび露出の長さの増加する強度に相関している増加する損傷が付いている8W/cm2。21
超音波支援lipoplastyにおける組織断片化のための一般的に受け入れられているメカニズムは、脂肪細胞を選択的に爆発させる気泡のキャビテーション27超音波エネルギーのキャビテーション効果、およびこれらの複雑な化学的、物理的、および生物学的反応の正確な効果にさらされている生物で起こる可能性のあるプロセスは、ソノルミネンスおよびソノケミスティが起こる条件、ならびに温度の上昇が、超音波エネルギー、周波数、ストローク振幅、および先端領域の変化に伴って大幅に変化するという事実のために、決定することは困難である可能性がある。 超音波エネルギーが生体に及ぼす影響を考慮すると，細胞間空間内の腫よう溶液の量，基礎体温，密度，ガス飽和，定在波，細胞付着，血液灌流，溶液の撹はん，圧力などの周囲の条件も考慮される。28tumescent解決が付いているティッシュの潅漑および超音波エネルギーの照射はsonochemicalおよびsonoluminescent効果のそれに続く激化の影響を受けたティッシュの近似性内のキャビテーションを、誘発するためのし向ける要因であるかもしれません。 これらの条件でのフリーラジカル形成の制限は、腫瘍性溶液への捕捉剤の添加によって達成することができる。 低い超音波エネルギー露出で、キャビテーション（sonoluminenscenceおよびsonochemisty）の効果は重要です; しかし、より高いエネルギーでは、温度の上昇が生物学的システムへの影響を決定する支配的な要因になります。29各メカニズムの関連する値を調査する必要があります。
最後の十年前に、医学の超音波の技術の適用は1から3W/cm2までのエネルギー範囲の使用によって診断および治療上の目的の範囲内に、残ってい 超音波助けられたlipoplastyで使用される超音波エネルギーのレベルは中心のティッシュで指示されて150までW/cm2の適用とsubcutaneousスペースで吸収されるエネルギーの
結論
高エネルギー機械は脂肪の抽出のために有効かもしれませんけれどもsonochemicalプロダクトおよびsonoluminescentおよび高温効果の危険を高めます。 超音波エネルギー毒性およびDNA損傷は分子レベルで示されている。 トランスデューサーの先端の放射そして遊離基の量がまだ定められていないが、大量のlipoplastyのように長い露出は、危険なレベルに集まるかもしれません。 女性および人両方の胸のような生物学的に敏感なティッシュは、超音波エネルギーのこれらのレベルに全然露出されるべきではないです。 若い患者の超音波支援唇形成術に起因する可能性のある長期的な生物学的変化は、長期的にはDNA変化および発癌効果を呼び起こす可能性がある。
新しい技術を生物学的システムに適用することは、予期せぬ副作用を引き起こす危険性があります。 超音波技術は、皮下空間からの選択的脂肪抽出のための完璧なツールに見えるかもしれませんが、さらなる実験作業が確立され、その長期的な安全性を
ZocchiML。
超音波liposculpturing。
Aesth Plast Surg1992;
16:
287–
298。
ZocchiMLZocchiML超音波アシストlipectomy。
Adv Plast Reconstruct Surg1995;
11:
197–
221。
ZocchiMLZocchiML超音波アシストlipoplasty：技術的な改良と臨床評価。
Blink Plast Surg1996;
23:
575–
598。 /div>
MaillardGFScheflanMBussienRMaillardGfMaillardGfMBussienR審美的な胸の外科の超音波によって助けられるlipectomy。
Plast Reconstr Surg1997;
100:
238–
241。
パターマンSJパターマンSJソノルミネセンス：光に音。
科学的アメリカ人1995;
272(
2):
46–
51。
体外衝撃波砕石機の焦点領域でのキャビテーションが遠紫外および軟x線放射を生成するという仮説のテスト。
J Acoust Soc Am1995;
98:
706–
711。
CW超音波への曝露による赤血球の溶解。
超音波Med Biol1993;
19:
147–
165。
ハイシンガーHd-グルコースの脱酸素水溶液に対する超音波の作用。
炭水化物Res1988;
181:
67–
75。
生物学的媒体における超音波キャビテーションによるフリーラジカル生成のための証拠。
超音波Med Biol1983;
9:
635–
639。
登録解除生物学者の化学的基礎。
ロンドン:
Taylor and Francis,
1987. /div>
koenigsbergm。
超音波診断への曝露後のヒトリンパ球における姉妹染色分体交換。
科学1979;
205:
1273–
1275.
白MJHecklerFR.
酸素フリーラジカルと創傷治癒。
Blink Plast Surg1990;
17:
473–
484。
しきい値強度と低超音波強度での水溶液中のチミンのsonoreactionの速度論。
J Am Chem Soc1981;
103:
6606–
6611。 /div>
/div>.
核酸塩基に対する超音波の影響。
生化学1997;
16:
4651–
4654。
Phacoemulsificationプローブによって誘導されるオキシラジカル依存性光電子放出。
Invest Ophthalmol Vis Sci1992;
33:
2904–
2907。
超音波による環状二次アミンからのニトロキシド学習に対するガリウム-ポルフィリン類似体ATX-70の効果：音響力学的活性化のメカニズムにRadia Res1995;
143:
194–
202。
水溶液中のアセトンとアセトニトリルのソノケミストリー：スピントラッピング研究。
無料ラジコンResジョイント1993;
19(
suppl1):
45–
53. /div>
ハリソンGHBaker-KubiczekEKGutierrezPLハリソンGHBaker-KubiczekEkGUTIERREZPLハリソントーンバースト超音波による化学活性化のin vitroメカニズム。
超音波Med Biol1996;
22:
355–
362。
生体内での哺乳類組織の超音波加熱。
Br J Cancer1982;
45(
suppl V):
65–
67。 /div>
wheatleydns。
走査型電子顕微鏡によって明らかにされたように、豚の耳の静脈の超音波誘発損傷。
超音波Med Biol1989;
15:
45–
52。 /div>
水性カップリング媒体と接触しているマウス肝臓に対するin vivoでの超音波の影響。
超音波Med Biol1981;
7:
253–
265.
レレPPレレPP超音波組織相互作用における熱メカニズム。 で：
フライFJ、ed。
Ultrasound: its applications in medicine and biology.
Amsterdam:
Elsevier,
1978;
Pt. II, App. II.
KossoffG.
On the measurement and specification of acoustic output generated by pulsed ultrasonic diagnostic equipment.
J Clin Ultrasound1978;
6:
303–
309.
二つの近交系マウス株の出生前の開発に及ぼす低強度超音波照射の影響。
テラトロジー1975;
12:
227–
231。
超音波治療と機器の性能における考慮事項。
Phys Ther1980;
60:
424–
428.
犬の心血管系内の超音波キャビテーションの検索。
超音波Med Biol1985;
11:
85–
97。
断片化された組織を使用して超音波手術の物理学：パート1。
超音波Med Biol1996;
22:
89–
100。
鎧EPコーリーPMPmアーマーEPガス含有量、周波数、ラジカルスカベンジャー、および添付ファイルへの超音波in vitro依存の細胞毒性効果。
Radiat Res1982;
89:
369–
380。
SuslickCCDSuslickCCD。
超音波の化学的効果。
科学的アメリカ人1989;
260(
2):
62–
68.