Generation of focused shock waves by pulse electrical discharges in water and their application in medicine
Project goals
Generation of focused shock waves by pulse electrical discharges in water which are able to destroy an acoustically homogeneous tissue locally by the action of cavitation originated just near focal point of the shock wave. Due to the dependence of soundspeed in water on pressure, the primary pressure pulse is transformed during its focusing to a pressure shock wave followed by a rarefaction wave. By a proper choice of amplitude and time course of the primary pressure pulse, the amplitude of rarefactionwave can exceed cavitation threshold just near the focal point. In the first stage we will verify possibility of a local destruction of cells in acoustically homogeneous medium. In the second stage the biological experiments will be extended to soft tissues of experimental animals. Comparison of results of the physical and the biological experiments enable us to optimise the generator of focused shock wave.
Keywords
focused shock waveelectrical dischargescavitationlithotripsycancer theraphy
Public support
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
Programme
Scheme of targeted research and development support
Call for proposals
SAV0-SS2000
Main participants
Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
—
Alternative language
Project name in Czech
Generace fokusovaných rázových vln impulzními elektrickými výboji ve vodě a jejich využití v medicíně
Annotation in Czech
Generace fokusovaných rázových vln impulsními elektrickými výboji ve vodě, které jsou schopny lokálně rozrušovat akusticky homogenní tkáně účinkem kavitací vznikajících v oblasti ohniska rázové vlny. Vlivem závislosti rychlosti zvuku ve vodě na tlaku jeprimární tlakový impuls během fokusace transformován na rázovou tlakovou vlnu následovanou vlnou zředění. Vhodnou volbou amplitudy a časového průběhu primárního tlakového impulsu může amplituda vlny zředění překročit kavitační práh právě v oblasti ohniska. V první etapě bude ověřována možnost lokálního rozrušování buněk v akusticky homogenním prostřed (hemolýza erytrocytů, rozrušování buněk nádorových suspenzí). V druhé etapě budou biologické experimenty rozšířeny na měkké tkáně pokusných zvířat. Srovnání výsledků fyzikálních a biologických experimentů umožní optimalizovat generátor fokusované rázové vlny.
Scientific branches
R&D category
—
CEP classification - main branch
BL - Plasma physics and discharge through gases
CEP - secondary branch
BI - Acoustics and oscillation
CEP - another secondary branch
FD - Oncology and haematology
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
10307 - Acoustics
30204 - Oncology
30205 - Hematology
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Při řešení projektu byly realizovány tři varianty generátoru fokusovaných rázových vln s perspektivou využití v medicíně i v technické praxi.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2000
Realization period - end
Jan 1, 2003
Project status
U - Finished project
Latest support payment
—
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP/2004/AV0/AV04IB/U/N/4:3
Data delivery date
Oct 8, 2004
Finance
Total approved costs
14,247 thou. CZK
Public financial support
9,680 thou. CZK
Other public sources
4,567 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
14 247 CZK thou.
Public support
9 680 CZK thou.
67%
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
CEP
BL - Plasma physics and discharge through gases
Solution period
01. 01. 2000 - 01. 01. 2003