妇产科超声诊断的安全性
摘要：自上世纪五十年代后期起，超声以有美国等欧美国家为首进入妇产科临床应用领域，理论技术与现实设备由B型超声扫描技术陆续发展为彩色血流成像、M模式、脉冲多普勒、自然组织、造影谐波成像和三维甚至四维成像等新可见成像技术，其优点和有效性已得到医学诊断学科领域的证实，包括在人体中妊娠期的应用。其独特而显著的优点是妇产临床检测不可或缺的，包括实时成像，具有软组织分辨力较高和高度安全性。尽管超声可能存有导致组织损害的可能性，但从没有实质性报告证实，或由诊断用途的超声所对病人产生的损害性报告。
关键词：超声妇产科安全性
Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2014.09.232【中图分类号】R4【文献标识码】B【文章编号】1671-8801(2014)09-0142-01
事实上，高强度超声具有危害性，这是早在人们使用超声应用与人体成像的检测之前，就已悉知于超声应用领域，但谨慎地科学使用超声诊断对于病人的康复远远大于设备所带来的危害，因此其潜在有害效应一直是讨论焦点。本文着重对极具代表性的论文资料进行综述，供业内人士参考与对超声在妇产科的安全性应用知识的普及教育。
, http://www.100md.com
1两种已知的可改变生物系统的机制
因现已推导出两种已知的可改变生物系统的机制。两机制可分为“热机制”和“非热机制”，“热机制”与软组织和骨骼发热有关。”非热机制”包括如空化现象的机械效应，但空化效应只是非热机制的其中一机制原因。
1.1热机制。超声波可以一种频率高于20000赫兹脉冲波动的形式发射到人体，能量遇到人体内不同界面时反射和折射，出现脉冲期与静止期。脉冲期时，声强度增高，能量的吸收导致温度升高；而静止期，能量则不吸收。在超声诊断时，许多超声能量能被机体各组织界面吸收，当超声波频率达到一定水平，某一特定区域累积能量迅速增大，远远大于本身机体的散热力，局部组织显著出现温度不断升高。组织界面吸收蓄积声能产生显著的热效应即热机制，各种物理和生理因素也会在不同程度上作用于超声的吸收和产热。与升温有关的时间因素有时间基础上平均超声强度、超声辐照的持续间期，或对某一特定部位的扫描时间。超声辐照间期越长，出现恶性生物效应的可能性也增大其中骨骼对于超声的吸收是非常高的，特别是在组织温升时，致密骨的迅速吸收需要的一定时间，且温度的升高也是极为快速的[3]。由于含有骨矿化的胎儿(中晚期妊娠)以及腹壁较薄的母体对声能的极微量吸收，胎儿骨骼几乎将所有能量吸收，这很容易过热损伤毗邻的、处于活跃分化期的神经组织和软组织[4]。但现已证实，较高频率探头的超声能量并非产热致畸的必然因素。但在部分例案中，这可导致接近体表皮肤的温度升高，辐照目标的升温也可能在几度的范围内。
, 百拇医药
1.2非热机制。非热机制是不由温度升高引起的生物效应的机制，它们和机械生物效应有关，包括声流、辐射力和空化，甚至包括作为二级效应的释放自由基。因为它们似乎由超声波引起的，或接近气体时所导致的复合介质如组织或血液中的高频率、大拉力运动有关。非热反应绝大部分涉及组织内微气泡(新生儿体内体液内气泡、蒸汽小囊和肺泡)的产生、增大、高频率和高压力的振动以及高风险的机械性溃破。此时微观组织可能受到直接损坏，如细胞结构，甚至是DNA链，如作用时间过长，过多热能的蓄积，导致局部组织持续升温，对组织造成更为严重的破坏，出现空化效[3]。
目前，超声诊断尚未出现导致人体组织内出现空化效应的证据。理论上，空化效应中，可能只有单个细胞的状态、性质及结构，或极微量的细胞会受到超声的危害，所以几乎极其难以探察到恶性生物效应，除非组织内已普遍发生空化作用。实际上，目前的仪器均按照指标限制了峰值声能输出，而未来的高新技术的改革，可使这限制消除。但在人类胎儿中除了存在微泡型造影剂时之外，由于人类胎儿不存在气体，不至今仍未发现有类似肠道出血性的损伤[4]。
, http://www.100md.com
2诊断超声的权衡与使用
纵使热机制与空化现象会带来恶性生物效应，超声对胎儿的影响有时间依赖性出现在王锦惠等[5]的实验中，结果表明彩色多普勒超声持续照射小鼠胚胎，其胚胎组织会出现细胞凋亡及超微结构出现变化。贾化平等[6]研究中，彩超照射孕鼠，可引起胎鼠小肠上皮细胞和心肌细胞凋亡，但效应会在出生后消失。在器官水平上，诊断超声可引起不同程度的组织细胞凋亡，尤其是多普勒超声，这可能与超声辐射时间及强度有关；在分子水平上，彩超能激活神经元的p53，使其表达增加，这是由于彩超的照射导致细胞内DNA单链和双链的断裂，即DNA结构发生了改变，从而诱发激活p53。超声成像虽有弊端，却因其良好的诊断性能而得到广泛应用。其不但能协助医师收集并提供有用的资料进而评估疾病的变化进程，缩短有效疗程的选择时间。广大病患更相信肯定和信赖超声诊断的高安全、高敏感和高特异性能等。
3结论
学者们虽然尚未探察到诊断水平的超声对人体的恶性生物危害，但危害与否是仍需要科学考究的。潜在危险是可能的。最重要的是对超声操作者应充分掌握认识超声所带来的不良生物物理特性和生物效应，这样才能在超声诊断时作出明智的抉择，且尽可能大地保护患者健康，降低不良生物效应的出现。只有在诊断性安全阈值剂量的不断规范操作、权衡完善，超声诊断才能随着在妇产科领域内对不同细胞、组织和器官的细节研究与诊断探索应用中获得更加广阔的前景。
, 百拇医药
参考文献
[1]冯若.超声生物效应及超声临床诊断的安全性[J]；应用声学；1987，01
[2]陆兆龄.医学超声诊断的发展趋势[J]；应用声学；2008，04
[3]美国超声医学研究所.医学超声的安全性.1994
[4]牛凤岐，程洋，朱承纲.胎儿超声检查安全性的国际最新阐述及实践导向[J/CD].中华医学超声杂志：2008，5(4)：545-511
[5]王锦惠，刘屯民，魏漕，等.诊断刺量彩色多普勒超声对小鼠早孕胚胎组织细胞安全性的影响[J].中国超声医学杂志，2002，18(8)：578-579
[6]贾化平，段云友，曹铁生，等.彩色多普勒超声对胎鼠小肠上皮细胞凋亡影响的实验研究[J].中国医学影像学杂志，2003，13(5)：345-347, 百拇医药(梁卫华)
关键词：超声妇产科安全性
Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2014.09.232【中图分类号】R4【文献标识码】B【文章编号】1671-8801(2014)09-0142-01
事实上，高强度超声具有危害性，这是早在人们使用超声应用与人体成像的检测之前，就已悉知于超声应用领域，但谨慎地科学使用超声诊断对于病人的康复远远大于设备所带来的危害，因此其潜在有害效应一直是讨论焦点。本文着重对极具代表性的论文资料进行综述，供业内人士参考与对超声在妇产科的安全性应用知识的普及教育。
, http://www.100md.com
1两种已知的可改变生物系统的机制
因现已推导出两种已知的可改变生物系统的机制。两机制可分为“热机制”和“非热机制”，“热机制”与软组织和骨骼发热有关。”非热机制”包括如空化现象的机械效应，但空化效应只是非热机制的其中一机制原因。
1.1热机制。超声波可以一种频率高于20000赫兹脉冲波动的形式发射到人体，能量遇到人体内不同界面时反射和折射，出现脉冲期与静止期。脉冲期时，声强度增高，能量的吸收导致温度升高；而静止期，能量则不吸收。在超声诊断时，许多超声能量能被机体各组织界面吸收，当超声波频率达到一定水平，某一特定区域累积能量迅速增大，远远大于本身机体的散热力，局部组织显著出现温度不断升高。组织界面吸收蓄积声能产生显著的热效应即热机制，各种物理和生理因素也会在不同程度上作用于超声的吸收和产热。与升温有关的时间因素有时间基础上平均超声强度、超声辐照的持续间期，或对某一特定部位的扫描时间。超声辐照间期越长，出现恶性生物效应的可能性也增大其中骨骼对于超声的吸收是非常高的，特别是在组织温升时，致密骨的迅速吸收需要的一定时间，且温度的升高也是极为快速的[3]。由于含有骨矿化的胎儿(中晚期妊娠)以及腹壁较薄的母体对声能的极微量吸收，胎儿骨骼几乎将所有能量吸收，这很容易过热损伤毗邻的、处于活跃分化期的神经组织和软组织[4]。但现已证实，较高频率探头的超声能量并非产热致畸的必然因素。但在部分例案中，这可导致接近体表皮肤的温度升高，辐照目标的升温也可能在几度的范围内。
, 百拇医药
1.2非热机制。非热机制是不由温度升高引起的生物效应的机制，它们和机械生物效应有关，包括声流、辐射力和空化，甚至包括作为二级效应的释放自由基。因为它们似乎由超声波引起的，或接近气体时所导致的复合介质如组织或血液中的高频率、大拉力运动有关。非热反应绝大部分涉及组织内微气泡(新生儿体内体液内气泡、蒸汽小囊和肺泡)的产生、增大、高频率和高压力的振动以及高风险的机械性溃破。此时微观组织可能受到直接损坏，如细胞结构，甚至是DNA链，如作用时间过长，过多热能的蓄积，导致局部组织持续升温，对组织造成更为严重的破坏，出现空化效[3]。
目前，超声诊断尚未出现导致人体组织内出现空化效应的证据。理论上，空化效应中，可能只有单个细胞的状态、性质及结构，或极微量的细胞会受到超声的危害，所以几乎极其难以探察到恶性生物效应，除非组织内已普遍发生空化作用。实际上，目前的仪器均按照指标限制了峰值声能输出，而未来的高新技术的改革，可使这限制消除。但在人类胎儿中除了存在微泡型造影剂时之外，由于人类胎儿不存在气体，不至今仍未发现有类似肠道出血性的损伤[4]。
, http://www.100md.com
2诊断超声的权衡与使用
纵使热机制与空化现象会带来恶性生物效应，超声对胎儿的影响有时间依赖性出现在王锦惠等[5]的实验中，结果表明彩色多普勒超声持续照射小鼠胚胎，其胚胎组织会出现细胞凋亡及超微结构出现变化。贾化平等[6]研究中，彩超照射孕鼠，可引起胎鼠小肠上皮细胞和心肌细胞凋亡，但效应会在出生后消失。在器官水平上，诊断超声可引起不同程度的组织细胞凋亡，尤其是多普勒超声，这可能与超声辐射时间及强度有关；在分子水平上，彩超能激活神经元的p53，使其表达增加，这是由于彩超的照射导致细胞内DNA单链和双链的断裂，即DNA结构发生了改变，从而诱发激活p53。超声成像虽有弊端，却因其良好的诊断性能而得到广泛应用。其不但能协助医师收集并提供有用的资料进而评估疾病的变化进程，缩短有效疗程的选择时间。广大病患更相信肯定和信赖超声诊断的高安全、高敏感和高特异性能等。
3结论
学者们虽然尚未探察到诊断水平的超声对人体的恶性生物危害，但危害与否是仍需要科学考究的。潜在危险是可能的。最重要的是对超声操作者应充分掌握认识超声所带来的不良生物物理特性和生物效应，这样才能在超声诊断时作出明智的抉择，且尽可能大地保护患者健康，降低不良生物效应的出现。只有在诊断性安全阈值剂量的不断规范操作、权衡完善，超声诊断才能随着在妇产科领域内对不同细胞、组织和器官的细节研究与诊断探索应用中获得更加广阔的前景。
, 百拇医药
参考文献
[1]冯若.超声生物效应及超声临床诊断的安全性[J]；应用声学；1987，01
[2]陆兆龄.医学超声诊断的发展趋势[J]；应用声学；2008，04
[3]美国超声医学研究所.医学超声的安全性.1994
[4]牛凤岐，程洋，朱承纲.胎儿超声检查安全性的国际最新阐述及实践导向[J/CD].中华医学超声杂志：2008，5(4)：545-511
[5]王锦惠，刘屯民，魏漕，等.诊断刺量彩色多普勒超声对小鼠早孕胚胎组织细胞安全性的影响[J].中国超声医学杂志，2002，18(8)：578-579
[6]贾化平，段云友，曹铁生，等.彩色多普勒超声对胎鼠小肠上皮细胞凋亡影响的实验研究[J].中国医学影像学杂志，2003，13(5)：345-347, 百拇医药(梁卫华)