Multiphysics Analysis of Ultrasonic Shock Wave Lithotripsy and Side Effects on Surrounding Tissues

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
Background
Today, the most common method for kidney stone therapy is extracorporeal shock wave lithotripsy. Current research is a numerical simulation of kidney stone fragmentation via ultrasonic shock waves. Most numerical studies in lithotripsy have been carried out using the elasticity or energy method and neglected the dissipation phenomenon. In the current study, it is solved by not only the linear acoustics equation, but also the Westervelt acoustics equation which nonlinearity and dissipation are involved.
Objective
This study is to compare two methods for simulation of shock wave lithotripsy, clarifying the effect of shock wave profiles and stones’ material, and investigating side effects on surrounding tissues.
Material and Methods
Computational study is done using COMSOL Multiphysics, commercial software based on the finite element method. Nonlinear governing equations of acoustics, elasticity and bioheat-transfer are coupled and solved.
Results
A decrease in the rise time of shock wave leads to increase the produced acoustic pressure and enlarge focus region. The shock wave damages kidney tissues in both linear and nonlinear simulation but the damage due to high temperature is very negligible compared to the High Intensity Focused Ultrasound (HIFU).
Conclusion
Disaffiliation of wave nonlinearity causes a high incompatibility with reality. Stone’s material is an important factor, affecting the fragmentation.
Language:
English
Published:
Journal of Biomedical Physics & Engineering, Volume:11 Issue: 6, Nov-Dec 2021
Pages:
701 to 712
magiran.com/p2356273  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!