前文已经讨论了超声波对人体组织的作用,即生物学效应。这种生物学效应能否在患者接受超声显像检查过程中或检查后的一段时间内对人体产生不良反应或者伤害,即超声显像技术的安全性。这是超声医师和患者十分关心的问题。
超声波是一种振动波,为一种机械性振动,属机械能,其在弹性介质中,如人体内的传播是一种能量的传播。作为一种能量,当达到一定剂量的超声波在人体内传播时,其对人体产生的作用可能会引起人体组织的某些变化,这就是超声生物学效应。随着超声显像技术的发展和其在临床医学的广泛应用,有关超声生物学效应的研究引起了超声界的关注。许多学者在动物体内就超声生物学效应问题进行了多层次深入研究,包括哺乳动物整体的超声生物学效应、组织与器官的超声生物学效应,以及细胞和生物大分子水平的超声生物学效应等许多方面系统的定性和定量研究,从而产生了超声剂量学。
超声剂量学的主要内容是超声声强(acoustic intensity)。超声辐射剂量是超声强度和辐照时间的乘积,所以考虑超声强度时,必须注意它的时间与空间特性。超声显像技术的超声为医用脉冲式超声,其有4种超声声强:①空间平均时间平均声强(SATAL);②空间平均时间峰值声强(SATPI);③空间峰值时间平均声强(SPTAI);④空间峰值时间峰值声强(SPTPI)。其中以空间峰值时间平均声强在生物学效应中最为重要。
超声显像技术安全性问题的提出是在该项技术发展的早期。1977年W.Nyborg对有关超声波引起哺乳动物组织生物学效应的报告进行总结分析后,提出了声强与时间关系的安全剂量关系的曲线,在安全剂量以下,超声波对人体组织不会产生可觉察到的生物学效应。1978年美国超声学会生物效应委员会提出:只要空间峰值时间平均声强<100m W/cm2就不会对人体产生明显的有损的生物学效应。此后多年国际上多采用此数值作为超声显像技术安全的剂量标准,但近年来有报告指出,在临床超声显像检查中,即使应用此项安全的剂量标准,仍可使细胞分裂时姊妹染色体互换率增加及血小板计数增加,并长出伪足,使红细胞膜抗原松解及氧结合律下降。在妇产科的应用中,虽然大多数国内外文献及流行病学调查均未有对胚胎影响的报道,但也有胎儿出生体重减低及儿童诵读困难等的报道。WHO也发表了有关超声生物学效应的观点,特别强调指出,为商业目的研究和试验超声显像技术时,不应用于人体特别是孕妇。超声诊断仪的输出强度应以能获得良好的图像质量的尽可能低的强度为标准。在人体组织中对超声波敏感的组织器官有中枢神经系统、视网膜、视神经、生殖腺、早孕期胚芽及孕3个月内胎儿、胎儿颅脑、胎心等。对以上脏器超声显像检查时,每一切面的观察时间不应超过1min,可做切面往返检查,使进入的超声波能量平均下降。对先前感兴趣的切面可在2～ 3min再行检查,时间仍不超过1min为宜。需注意的是彩色多普勒血流显像比二维超声显像所产生的SPTAI要大许多,例如二维超声显像探头发射SPTAI在100m W/cm2时,在做彩色多普勒血流显像时SPTAI可达到600～800m W/cm2,而做频谱多普勒检查时SPTAI可超过1 000m W/cm2。因此做超声检查时要求超声医师不断提高诊断水平,熟悉仪器操作技术,缩短扫查时间,选用低度探头输出能量,特别是对超声敏感的部位更应注意,这样可使人体组织的平均声能量下降,避免其可能的影响。总之,正确控制超声功率及辐照时间,超声医师不断提高操作技术和诊断能力,超声显像技术的应用是安全的。
(富 玮 富 亮)
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