首页 我的
刘高焰 三甲
刘高焰 主任医师
彭州市人民医院 妇科

产科超声的生物效应和胎儿安全

1.胎儿超声显像面临的问题
相较而言 , 由于超声显像的无损性以及实时动态的特点 , 从而在众多显像装置中 , 唯一被选用来实施对胎儿的检查 , 更由于计划生育中限生一胎的国策和人民生活水平、健康水平的提高 , 形成全社会对正常和健康新生儿的向往和追求 , 这就要求甚至迫使临床对胎儿的超声检查向早期、 频繁、 精细发展 ,从而带来4个方面的问题彭州市人民医院妇科刘高焰
(1)对胎儿检查的孕期越来越提前 , 以便发现问题及时做到安全流产;
(2)胎儿图像的清晰要求 ,可能带来声功率加大 ,脉冲宽度变窄 ,焦点变细 ,使局部辐照声能加大;
(3) 诊断准确性要求可能带来检查次数增加 , 单次检查时间加长;
(4) 三维立体结构图像要求扫查断层数量的增加和扫查范围的扩大;
(5) 对胎儿心脏和血管的检查 , 要求使用输出功率
更大的彩色多普勒超声装置等。
正因为如此 , 更引起胎儿超声检查安全性问题的广泛注意和多方面的研究。
 
2.基本原则:
(1)不能作为常规检查手段
(2)严格掌握指征
(3)尽量小剂量,因为可引起绒毛细胞脂质过氧化增强
原则上早孕期尽量少做超声。
 
3.《国外医学》超声对生物体存在不良影响,产生组织损伤主要机理是空化效应和热效应。
4.超声可分为诊断性超声、治疗性超声、介入性超声治疗。
因安全标准范围未定,所以要严格掌握指征。
 

5.试验研究
(1)分子细胞水平超声损害:
分子分解变性,释放自由基,酶活动改变,细胞死亡,丧失功能,生长变慢,克隆形成率降低,细胞膜机构和功能异常,细胞器破坏。
(2)器官系统超声损害:多发
○1肝 超微结构破坏,脂肪变性,糖原丢失○2,肾  肾小球肾小管功能改变,肾出血 ○3甲状腺  碘131摄入率下降,滤泡体积缩小,上皮变性,甲状腺素合成功能下降○4骨皮质异常 髓质功能受抑制,钙代谢异常5眼晶状提浑浊,角膜水肿,眼压升高,玻璃体液化,视网膜萎缩,视神经变性。○6肌肉  肌纤维断裂,有氧代谢及DNA、RNA含量降低,平滑肌舒缩力降低,○7心  心肌舒张压下降○8皮肤  不可逆损伤○9精子产生受影响○9造血系统 ○11神经系统  后肢麻木
 

6.发生机理
(1)加热作用
声波在界面抵抗声波震动作用摩擦力,声能转化为热能,组织损伤,升高超过2。5度,可造成流产或胚胎畸形。
(2)热损伤最易发生在形成期和分化中细胞
生殖细胞对热刺激敏感,人体对于热刺激具有平衡调节功能,可以限制热损伤,诊断性超声一般不会造成温度上升1度。
(3)热效应高低与机体耐受性有关,还与以下3方面有关
○1强度,声阻抗增加,骨>羊水
○2组织渗透性越高,声波传导越快,产热越低。产热比较:骨>肌肉>结缔组织>羊水。
○3长时间热刺激会增加胎儿受损机会,所以操作中要尽可能缩短检查时间,并不断移动探头。
 
7.空化效应是声波传导过程中与组织中气核或小泡相互作用而形成的。分固定空化和瞬时空化两种。
(1)固定空化  其机制是在超声震荡下,气核产生不平衡膨胀,其腔内压力骤减,突然爆破产生振击波,造成生物体不可逆损害,在气核爆破同时,使水分解,导致组织发生化学反应和毒性反应。
(2)瞬时空化是有害的,对组织造成的损伤是多方面的,细胞变性,溶解,酶活动改变,代谢障碍,自由基聚集,置换嘧啶基,影响DNA合成。注意事项:○1脉冲超声○2降低超声强度增加频率○3增加外界压力。
 

8.诊断性超声及胎儿安全
(1)不能以动物试验结果推断人体
(2)安全标准未有,流行病学,回顾性
(3)诊断性超声是无损伤的,治疗性的是有损害的。
(4)近年来,对人体压力增高,中脑动脉血流降低,脑供血减少,尽量少用压力。
 
综上所述,由于没有安全标准范围,所以孕期要尽量少做超声,严格掌握适应症,严禁对孕妇施行介入性超声治疗,不要以超声诊断早孕,孕6月后做超声认为是较安全的,如存在病理状态或有伴性遗传可随时行超声检查。
 

超声波用于诊断, 是因为它具有波动特性, 它可以作为信息的载体。但是, 还必须注意到, 超声波同时又是一种机械振动能量的传播形式, 当作用于人体的超声波达到一定剂量时, 它就会通过超声波与人体组织之间一定的作用机制(即物理原因)使人体组织或器官产生某种生化的、 免疫的、 功能的或结构上的可逆或非可逆的变化, 这便是“超声生物效应”。
 

显然, 对于诊断超声, 人们只希望利用它来探查与提取人体内的诊断信息, 而不希望它对人体产生任何效应。反之, 对于治疗超声, 人们正是希望利用超声的某种生物效应来达到既定的医疗目的。 因此, 超声生物效应一直是医学超声的重要基础研究内容。超声剂量学的主要任务是研究超声场与其所引起的生物效应之间的定量关系。 为进行超声剂量学研究,必须要建立超声场参量的测试方法和研究生物效应的表现层次及相应的鉴别手段, 因为剂量阈值的概念总是相对某种特定含义下的生物效应而言的。

 

诊断超声安全阈值剂量的建立问题一直是医学超声界十分重视的问题, 特别是80 年代以来, 随着B 超(特别是彩超) 在产科应用范围的迅速扩展, 人们对这个问题尤为关切。 但是, 由于医学超声剂量学研究本身所特有的难度, 以至迄今国际上还难以建立一个科学的、统一的、为大家一致接受的安全阈值剂量标准。
 

产生超声生物效应的几种作用机制:
1、 机械机制 (即力学机制)
为超声作用的原发机制, 这是因为超声波即是机械振动状态的传播形式。机械机制主要表现为声场的一阶应力 (声压) 及二阶应力 (声辐射力) 的作用。高强脉冲超声辐照导致哺乳动物肺出血和骨出血, 即被归结为机械机制。
 

2、 热机制
超声波在人体内传播时, 部分声能被人体组织吸收转化为热能, 使组织自身温度升高, 并导致某种生物效应。因此, 热机制属次级机制。理疗超声 、治疗癌症的高热疗法 (hyper therm ia)
及高强聚焦超声的温热疗法 (pyro therapy) , 主要都是利用超声的热机制。在诊断超声情况下, 使用的是脉冲超声波,有时它引起的瞬态温升, 亦不容忽视, 特别是在骨表面处尤为明显。
 

3、空化机制
这是另一种次级机制, 它与声场激活人体内可能存在的微小气泡 (气核) 相联系。在低声强下, 气泡的径向振荡受声压控制, 称为稳态空化, 它可在其周围的生物细胞内产生局部应力, 从而使细胞质运动或细胞膜破裂。 当作用声强增大, 使气泡的振荡幅度可与其平衡尺寸相比拟时, 气泡的运动即转而由其周围媒质的惯性所控制, 使其收缩至崩溃, 从而产生比声压大出几个量级的高压 (几百上千个大气压) 及局部高温(5000℃以上)。这种空化称作瞬态空化或惯性空化 。
通常所说的空化多指的是这种空化。高强脉冲超声辐照会导致哺乳动物肠出血及血液溶血, 即归结为空化机制。
 
区别机械机制和空化机制这两种非热机制的最简单的判别手段, 是看它们对负声压变化的反应如何, 因为负声压是激活空化泡的起动力, 它对负声压的变化十分敏感。这三种作用机制常常会同时存在, 但其中必然存在一个导致生物效应的主导机制, 这是不难通过实验来加以鉴别的。而且, 在各种作用机制之间, 会产生相互影响。 如瞬态空化会产生局部高温, 而温升又会影响到空化强度等 。 深入研究与了解这些作用机制, 极有利于推动医学超声技术的发展。
 


不言而喻, 所谓诊断超声的安全阈值剂量主要是指产科超声诊断的安全阈值剂量问题。这个问题自80年代以来变得十分重要而引人注目, 其背景之一是诊断超声在产科的应用范围迅速扩大 , 其次是诊断超声设备输出的瞬态声强有时竟可能高达 1000 w/cm 2以上 。这样高的声强足以能够在那些含有空化核的生物体内产生空化。而一旦产生空化, 如Carsten sen教授指出:“……空化引起的效应可能是很局部的, 只损伤其周围的几个细胞。对于人体大部分器官或生物流体而言, 损伤少量细胞不会影响到健康, 但唯一例外的是涉及到人体的生殖细胞。或处于发育敏感时期的胚胎或胎儿, 在这种情况下, 即或是损伤几个细胞, 人们也是难以接受的”  。

 

国际上, 对诊断超声安全阈值剂量的研究, 主要是通过实验动物及流行病学研究二个途径来进行。研究是大量的, 有时甚至是跨国界的, 积累了不少研究资料, 也总结了少量的定量规律 , 但它充其量也只能作为临床安全诊断的参考, 而不可能给出具体的指导标准。准确地说, 诊断超声安全阈值剂量标准的建立, 应该是基于对产科临床超声诊断大量的科学研究, 而这正是国际上研究的空白, 这不能不说是个重大的缺憾!鉴于我国计划生育基本国策的有利条件, 西安医科大学巩岩等率先在国内完成了首例临床研究, 其研究结果于 1988 年带到在美国华盛顿召开的第五届世界生物医学超声大会上发表。该文的发表引起了国际医学超声界的积极反响。 例如其后不久, 美国著名的医学超声专家 Illino is 大学F, Dunn 教授写道:“这样的研究课题, 在美国由于流行反堕胎观点, 是极为困难或者是根本无法进行的, 如果在你们国家得以开展下去, 那无疑, 将是对国际诊断超声发展的极大贡献” (这段文字于1990 年发表在 《中国超声医学杂志》 上 )。

 

上述情况对于带动与促进国内在这一研究领域工作的开展起了重要作用。1994 年中国超声医学工程学会于长沙召开了 《超声诊断安全性》的专题学术交流会, 报告论文24 篇 (见中国超声医学杂志1994 年第8 期) 这不仅集中检阅我国学者的研究进展, 也有力地推动了研究的进一步深入。近5 年来,研究成果的一个重要突破, 是把研究内容从诊断超声辐照对胎儿发育环境 (如绒毛组织) 的影响, 进而深入到对胎儿本身某部分器官的影响 。
 

在此不得不遗憾地指出, 这些研究报道的一个共同的不足之处, 是对辐照声场的计量还不到位。 大都只能给出设备输出的 I SPTA值, 而没有能够给出最大负声压- Pmax及 I m , I SPPA等瞬态声强值。但是, 从这些研究结果中, 大体上可以得到如下的安全阈值剂量提示: 对于现有的多数超声诊断设备, 其输出超声的定点辐照时间如超过20 分钟, 即会对胚胎的发育环境 (如绒毛组织) 乃至胎儿本身造成损伤。个别研究甚至表明, 定点辐照胎儿眼球 5 分钟即可导致角膜的局部水肿。
 
整个孕期只提倡做三次超声检查 。

为此, 我们有必要重申, 在产科使用超声诊断技术应认真坚持积极而谨慎的科学态度。 具体而言, 应遵循如下各点:
1.只有在特定的医学指征条件下, 才可进行妊娠期的超声检查。
2.妊娠期的超声检查应严守使用最小剂量的原则, 即在保证获取必要诊断信息的前提下, 使用的声强尽量小, 辐照时间尽量短。
3. 以商业或教学为目的胎儿超声成像, 以及为鉴别胎儿性别的胎儿成像, 应严加杜绝。
4。 对于早期妊娠最好不做或尽量少做超声检查。
即使对妊龄大于3 个月的胎儿脑、眼、髓及心脏等部位, 必要做超声检查时, 超声辐照亦应控制在3~ 5 分之内。
5.对每一位从事临床超声诊断的医生进行业务培训时, 其培训内容应包括有关超声生物效应及超声安全诊断剂量的知识。

 来源于https://www.china-obgyn.net/

真诚赞赏,手留余香
刘高焰
刘高焰 主任医师
彭州市人民医院 妇科
问医生 问医生 去挂号 去挂号
App 内打开