超音波超音波は、物質媒質における弾性機械波の一種です。波形であるため、人体の生理学的および病理学的情報を検出するために用いられ、診断用超音波として利用されます。同時に、エネルギーの一形態でもあります。一定量の超音波が生体内を伝播すると、相互作用を通じて生体の機能や構造に変化を引き起こす可能性があり、これが超音波生物学的効果です。

超音波が細胞に及ぼす影響は、主に熱作用、キャビテーション作用、そして機械的作用です。熱作用とは、超音波が媒質中を伝播する際に、摩擦によって超音波によって引き起こされる分子振動が阻害され、エネルギーの一部が局所的な高熱（42～43℃）に変換されることです。正常組織の臨界致死温度は45.7℃であり、腫脹したLiu組織の感受性は正常組織よりも高いため、この温度では腫脹したLiu細胞の代謝が阻害され、DNA、RNA、タンパク質の合成が影響を受けます。こうして、正常組織に影響を与えることなく癌細胞を死滅させることができます。

キャビテーション効果とは、超音波照射によって生体内に液胞が形成される現象です。液胞の振動と激しい爆発により、機械的な剪断圧力と乱流が発生し、腫脹、出血、組織の崩壊、壊死を引き起こします。

また、キャビテーション気泡が破裂すると、瞬間的に高温（約5000℃）と高圧（最大500℃、104Pa）が発生しますが、これは水蒸気のOHラジカルとH原子の熱解離によって発生する可能性があり、OHラジカルとH原子によって引き起こされる酸化還元反応により、ポリマーの劣化、酵素の不活性化、脂質過酸化、細胞の死滅につながる可能性があります。

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