خطرات امواج فراصوت سونوگرافی

دکتر غلامرضا سیف [ متخصص رادیولوژی و سونوگرافی ]آدرس وب سایت : www.drseif-radiology.ir
آدرس مطب : تهران ، یوسف آباد ، خیابان فتحی شقاقی ، بین چهلستون و بیستون ، راديولوژي و سونوگرافي شقایق تلفن مطب : 88553155 - 021

تصویربرداری اولتراسوند (سونوگرافی) از امواج صوتی با فرکانس بالا برای مشاهده داخل بدن استفاده می کند. از آنجایی که تصاویر اولتراسوند در لحظه گرفته می شوند، می توانند حرکت اندام های داخلی بدن و همچنین جریان خون در رگ های خونی را نشان دهند. برخلاف تصویربرداری اشعه ایکس، هیچ گونه قرار گرفتن در معرض اشعه یونیزان مرتبط با تصویربرداری اولتراسوند وجود ندارد. در معاینه اولتراسوند، یک مبدل (پروب) مستقیماً روی پوست یا داخل بدن قرار می گیرد. لایه نازکی از ژل روی پوست اعمال می شود تا امواج اولتراسوند از مبدل از طریق ژل به بدن منتقل شود.

موارد استفاده از امواج فراصوت سونوگرافی:

تصویربرداری اولتراسوند یک ابزار پزشکی است که می تواند به پزشک در ارزیابی، تشخیص و درمان شرایط پزشکی کمک کند. روش های رایج تصویربرداری اولتراسوند عبارتند از:

• سونوگرافی شکم (برای تجسم بافت ها و اندام های شکم)
• سونومتری استخوان (برای ارزیابی شکنندگی استخوان)
• سونوگرافی سینه (برای تجسم بافت سینه)
• مانیتور ضربان قلب جنین داپلر (برای گوش دادن به ضربان قلب جنین)
• سونوگرافی داپلر (برای تجسم جریان خون از طریق رگ خونی، اندام ها یا ساختارهای دیگر)
• اکوکاردیوگرافی (برای مشاهده قلب)
• سونوگرافی جنین (برای مشاهده جنین در بارداری)
• بیوپسی با هدایت اولتراسوند (برای جمع آوری نمونه بافت)
• سونوگرافی چشم (برای تجسم ساختارهای چشمی)
• قرار دادن سوزن با هدایت اولتراسوند (در رگ های خونی یا سایر بافت های مورد علاقه)

خطرات ناشی از امواج فراصوت سونوگرافی:

انرژی امواج فراصوت سونوگرافی (اولتراسوند) اثرات مهم سلولی، ژنتیکی، حرارتی و مکانیکی دارد. نگرانی در مورد ایمنی اولتراسوند چندین سازمان را بر آن داشت تا محدودیت های نظارتی را برای شدت خروجی دستگاه ایجاد کنند. نمایش بصری شاخص های حرارتی و مکانیکی در طول تصویربرداری اولتراسوند کمکی را برای محدود کردن خروجی دستگاه فراهم می کند. تا به امروز، به نظر می رسد تصویربرداری اولتراسوند برای استفاده در بی حسی های موضعی و مداخلات دارویی درد ایمن باشد و رعایت محدودیت خروجی دستگاه های اولتراسوند همانطور که توسط سازمان غذا و دارو مشخص شده است ممکن است از بروز عوارض در آینده جلوگیری کند.

سوختگی موضعی و اثرات حرارتی امواج فراصوت سونوگرافی:

گرما باعث ایجاد طیف گسترده ای از آسیب های بافتی از جمله نکروز و آپوپتوز، مهاجرت غیر طبیعی سلولی، تغییر بیان ژن، اختلال عملکرد غشا و سوختگی موضعی می شود. طی تحقیقی نشان داده شده است که قرار گرفتن در معرض حرارت باعث ایجاد تغییرات نامطلوب در میلین و آسیب سلولی در بافت عصبی می شود. اولتراسوند دما را در ناحیه کانونی پرتو افزایش می دهد و بنابراین پتانسیل ایجاد تغییرات حرارتی در بافت را دارد.
حدود 70 درصد از کل افزایش دمای مربوط به اولتراسوند در اولین دقیقه قرار گرفتن در معرض آن رخ می دهد، اما با طولانی شدن زمان قرار گرفتن در معرض دما همچنان افزایش می یابد. یک رابطه خطی بین شدت اولتراسوند و افزایش دما نشان داده شده است. محتوای پروتئین نسبی هر بافت نیز عامل مهمی در جذب اولتراسوند و در نتیجه افزایش دما است. ضرایب جذب بافت ها به طور مستقیم با محتوای پروتئین مرتبط است، در نتیجه یک نشانگر جایگزین برای افزایش بالقوه دمای بافت فراهم می کند. ضرایب جذب بین 1 (پوست، تاندون، نخاع) و 10 (استخوان) دسی بل بر سانتی متر مگاهرتز متفاوت است. بیشترین افزایش دما ناشی از قرار گرفتن در معرض اولتراسوند در استخوان به دلیل ضریب جذب بالای آن رخ می دهد. جای تعجب نیست که دما در بافت های مجاور استخوان نیز افزایش می یابد. بافت های بیولوژیکی از جمله عدسی، قرنیه، تاندون و بافت چربی ممکن است به ویژه در برابر اثرات حرارتی اولتراسوند حساس باشند.

ایجاد حفره یا کاویتاسیون در اثر امواج فراصوت سونوگرافی:

انرژی اولتراسوند نیروهای مکانیکی مستقل از اثرات حرارتی ایجاد می کند و در نتیجه باعث ایجاد اثرات بیولوژیکی می شود که به تنهایی با افزایش دما مرتبط نیستند (غیر حرارتی نامیده می شود). اثرات مکانیکی منجر به نیروهای برشی، تغییرات فشار و آزاد شدن مولکول های مختلف واکنشی می شود.
ساختارهای حاوی گاز ( به عنوان مثال ریه ها، روده ها) بیشترین حساسیت را نسبت به اثرات کاویتاسیون صوتی دارند. اثرات مکانیکی سونوگرافی در بافت های نزدیک استخوان نیز رخ می دهد. خونریزی در سطح مخاطی روده ها پس از قرار گرفتن در معرض اولتراسوند در فرکانس های تشخیصی معمولی یا بالاتر از آن ایجاد می شود. قرار گرفتن در معرض اولتراسوند از طریق مکانیسم کاویتاسیون باعث افزایش آپوپتوز سلولی روده کوچک شده است. ترکیبی از اثرات حرارتی و غیرحرارتی ظاهراً مسئول خونریزی در مجاورت استخوان است. طی تحقیقی بر روی موش های نوزاد درجه خونریزی به صورت خطی با شدت صوتی، فرکانس تکرار پالس و فرکانس مبدل افزایش یافت.
برهمکنش سونوگرافی با حباب های گاز یا مواد کنتراست باعث تغییرات سریع و بالقوه بزرگ در اندازه حباب می شود. این فرآیند که کاویتاسیون نامیده می شود، ممکن است دما و فشار درون حباب را افزایش دهد و در نتیجه باعث ایجاد استرس مکانیکی بر بافت های اطراف شود، تشکیل میکروجت مایع را رسوب دهد و رادیکال های آزاد تولید کند. طول موج اولتراسوند نقش مهمی در تشکیل و رشد حباب دارد: امواج فراصوت با طول موج کوتاه (که در فرکانس های بالاتر مشاهده می شود) زمان کافی برای رشد حباب ها فراهم نمی کند. بنابراین، احتمال کاویتاسیون در این شرایط در مقایسه با طول موج های بلند کمتر است.

پارگی کروموزومی و اثرات سلولی - ژنتیکی امواج فراصوت سونوگرافی:

تشکیل ترومبوز پس از آسیب اندوتلیال ناشی از اولتراسوند یکی از اولین تظاهرات اثرات بیولوژیکی آن بود. اولتراسوند هجوم یون های کلسیم را در فیبروبلاست ها تسهیل کرده و این عمل ممکن است ناشی از یک اثر مکانیکی بر کانال های یونی باشد. میکرو جریان صوتی مکانیزم فرضی بود که توسط آن اولتراسوند باعث خروج یون های پتاسیم درون سلولی می شد.
همچنین نشان داده شد که سونوگرافی (20 مگاهرتز) چندین آنزیم را غیرفعال می کند و باعث تولید رادیکال های آزاد می شود که هر دو ممکن است باعث آسیب سلولی شوند. تغییر در غلظت آنزیم آنتی اکسیدان ممکن است از آسیب رادیکال های آزاد ناشی از امواج فراصوت محافظت کند یا بیشتر تشدید کند. برای مثال، قرار گرفتن در معرض اولتراسوند در حالت داپلر (3 مگاهرتز) ممکن است فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی را در کبد و مغز جنین موش افزایش دهد. برعکس، فعالیت آنزیم آنتی اکسیدانی در بافت مغز جنین به دلیل غلظت لیپید بالاتر آن پس از قرار گرفتن در معرض اولتراسوند (4 مگاهرتز) کاهش یافت. پروتئین های شوک حرارتی به طور اساسی در سلول های عصبی بیان می شوند، از آسیب به ساختار پروتئین ها جلوگیری می کنند و ممکن است از نورون ها در برابر آسیب محافظت کنند. افزایش سریع دما همراه با قرار گرفتن در معرض اولتراسوند تولید پروتئین شوک حرارتی را افزایش می دهد و بنابراین ممکن است یک اثر محافظت کننده عصبی ایجاد کند. سونوگرافی همچنین ممکن است بر بازسازی سلولی تأثیر بگذارد.
جهش در رده های سلولی مختلف پس از قرار گرفتن در معرض اولتراسوند گزارش شده است که احتمالاً به دلیل افزایش تولید رادیکال های آزاد و اثر آنها بر مولکول های ژنتیکی است. سونوگرافی با فرکانس پایین ممکن است باعث تشکیل رادیکال های آزاد توسط کاویتاسیون شود که ممکن است به تخریب غیر اختصاصی DNA از طریق شکستگی های مارپیچ دو رشته ای کمک کند. تولید رادیکال های آزاد ناشی از اولتراسوند در حضور دی اکسید کربن کاهش می یابد و ممکن است در برابر چنین آسیب های ژنتیکی محافظت کند.

سخن پایانی:

اطلاعات محدودی در مورد اثرات بیولوژیکی اولتراسوند در انسان وجود دارد و بیشتر مطالعات یا داده های منتشر شده تا به امروز مربوط به قرار گرفتن جنین در معرض اولتراسوند یا سونوگرافی درمانی است. ایمنی نسبی اولتراسوند بر اساس استفاده از آن در جمعیت زنان و زایمان طی چندین دهه به خوبی ثابت شده است. با این وجود، گروه های مشاوره ملی و بین المللی همچنان در استفاده از سونوگرافی، به ویژه حالت داپلر، احتیاط می کنند.