吳國旺，栗建輝，邊怡超

1.深州市醫(yī)院 功能科，河北 深州053800；2.河北大學(xué)附屬醫(yī)院 功能科，河北 保定071000；

0 前言

超聲波用于診斷疾病及產(chǎn)前診斷已有40多年，對人體生物效應(yīng)及安全性始終是該領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，經(jīng)過多年的研究人們認(rèn)識到診斷級超聲波輻照劑量存在著時(shí)間-強(qiáng)度關(guān)系，即大劑量、高強(qiáng)度的超聲對機(jī)體組織可瞬間產(chǎn)生損害作用，小劑量、低強(qiáng)度超聲波長時(shí)間的輻照也會(huì)對人體組織產(chǎn)生不良后果。近年來由于三維、四維超聲不斷用于產(chǎn)前超聲診斷，總的超聲輻照時(shí)間延長，給胎兒的安全帶來了潛在的危害。

1 超聲波生物學(xué)效應(yīng)

超聲波引起的生物學(xué)效應(yīng)主要有熱效應(yīng)（Thermal Effect）和空化效應(yīng)（Cavitation）。各國學(xué)者就診斷用超聲波的安全性做了大量研究，如動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、流行病學(xué)調(diào)查，甚至人體胚胎試驗(yàn)，涉及到心、腦、腎、肺、卵巢、睪丸、眼睛、神經(jīng)等方面。由于人們從不同角度，使用不同研究對象，觀察不同研究指標(biāo)，從而得出了不同的研究結(jié)果。正在發(fā)育的神經(jīng)組織、感覺器官及生殖腺對超聲波更為敏感?，F(xiàn)就對超聲波生物學(xué)效應(yīng)所做的研究作一綜述。

1.1 熱效應(yīng)

超聲波在人體組織傳播過程中隨著傳播距離的增加，其能量會(huì)逐漸減小。能量減小的原因之一是超聲的反射與折射，其二為組織對超聲波的吸收過程中產(chǎn)生熱量，使局部組織溫度升高。這與組織特性（如密度、吸收系數(shù)、熱傳導(dǎo)性及血流灌注情況）、超聲聲強(qiáng)、單位體積內(nèi)超聲作用時(shí)間及超聲脈沖重復(fù)頻率等有關(guān)。吸熱性與蛋白質(zhì)含量也有關(guān)，如膠原組織吸熱性較強(qiáng)。熱效應(yīng)在骨骼（傳導(dǎo)性好）、肌腱和脂肪（缺乏血供）等組織中較明顯，靠近骨骼的組織容易受影響，因此吸熱性最強(qiáng)的是骨骼，其次為皮膚、肌腱、脊髓、大腦、肝臟和腎臟。

1.2 空化效應(yīng)

空化效應(yīng)是指氣泡在聲場內(nèi)的各種動(dòng)力學(xué)行為。超聲波在生物體內(nèi)傳播，使生物體內(nèi)液體中的微小氣核出現(xiàn)共振，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)突然崩潰現(xiàn)象。可分為穩(wěn)態(tài)空化和瞬態(tài)空化兩種。前者微小氣核只發(fā)生共振，在共振過程中發(fā)生的輻射力作用和微氣流足以對輻射中心的細(xì)胞及大生物分子產(chǎn)生生物效應(yīng)。后者微小氣核在較強(qiáng)的聲強(qiáng)作用下發(fā)生劇烈膨脹與收縮，最終崩潰，在崩潰的瞬間產(chǎn)生高溫、自由基、發(fā)光、沖擊波及高速微射流等激烈物理變化，因此對空化中心及其附近的細(xì)胞等會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷乃至破壞[1]。一般認(rèn)為，在低聲強(qiáng)、長時(shí)間輻照范圍內(nèi)，引起損傷的機(jī)制是熱效應(yīng)為主，而在高聲強(qiáng)、短時(shí)間輻照范圍內(nèi)，損傷以瞬態(tài)空化為主[2]。

1.3 其他機(jī)械效應(yīng)

超聲波還可以產(chǎn)生其他的機(jī)械效應(yīng)，如果聲強(qiáng)足夠大，可產(chǎn)生比較大的剪切力，生物組織的機(jī)械運(yùn)動(dòng)可能超過其彈性限度，造成組織斷裂和粉碎。超聲波的輻照壓力會(huì)產(chǎn)生微小的流動(dòng)，在組織中可能影響通過生物膜的物質(zhì)傳輸。輻照壓力也可能使體液流動(dòng)，使體液中的懸浮微粒產(chǎn)生位移[3]。醫(yī)用超聲常用的能量參數(shù)為聲功率（Acoustic Power），指單位時(shí)間內(nèi)從超聲探頭發(fā)出的聲功，單位為瓦（W）或毫瓦（m W）。聲強(qiáng)指單位面積上的聲功率（W/cm2或mW/cm2）。由于聲場中的聲強(qiáng)在空間和時(shí)間上分布不均，故有“空間峰值”和“時(shí)間峰值”聲強(qiáng)及“時(shí)間峰值”和“時(shí)間平均”聲強(qiáng)等概念，常用的有空間峰值時(shí)間平均聲強(qiáng)（ISPTA）、空間峰值脈沖平均聲強(qiáng)（ISPPA）、空間峰值時(shí)間峰值聲強(qiáng)（ISPTP）、空間平均值時(shí)間峰值（ISATP）、空間平均值時(shí)間均值（ISATA）及最大聲強(qiáng)（Im）。一般來說ISPTP>Im>ISPPA，ISPTP=2Im。

2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

目前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是超聲波研究最多，也是最深入的，如Murai等[4]使用診斷級超聲波對受孕9 d的大鼠進(jìn)行輻照，以期判定大鼠的仔鼠情感和認(rèn)知能力。與假輻照組和非輻照組比較，超聲輻照組在曠野放逐試驗(yàn)時(shí)有明顯的鳴叫反應(yīng)，對電擊試驗(yàn)逃跑得更為迅捷。通過辨別學(xué)習(xí)和反向辨別學(xué)習(xí)評價(jià)，輻照組的仔鼠與另外兩組在比較認(rèn)知能力上沒有差異。Ellisman等[5]應(yīng)用診斷級超聲（ISPTA＝0.135 mW/cm2）輻照新出生3～5 d的大鼠，然后用電鏡檢查脊神經(jīng)根，與對照組比較，超聲輻照組的郎飛結(jié)有損傷，損傷包括空泡形成和脫髓鞘，24 h后仍未恢復(fù)。張振榮等[6]研究了不同時(shí)間超聲輻照早孕大鼠的仔鼠行為功能致畸作用。40只受孕Wister大鼠隨機(jī)分為4組，均于受孕5 d時(shí)分別接受超聲20 min、10 min、5 min、0 min的輻照，每只鼠超聲輻照一次。觀察仔鼠行為致畸指標(biāo)。結(jié)果表明死胎數(shù)、體重、體格發(fā)育、早期反射、感覺功能、運(yùn)動(dòng)和協(xié)調(diào)功能、條件反射次數(shù)、非條件反射延遲時(shí)間、活動(dòng)度等呈現(xiàn)不同程度的時(shí)效關(guān)系，并有不同程度的顯著性差異。提示20 min超聲組對仔鼠的行為致畸有明顯影響，10 min超聲組雖也有影響，但較輕，而5 min超聲組則無明顯影響。Bosward等[7]用3.2 mHz、ISPTA=2.9 W/cm2的脈沖超聲在體外輻照置于38℃水槽內(nèi)的新鮮和被固定液固定的豚鼠的胎鼠大腦2 min，發(fā)現(xiàn)靠近骨骼處的腦組織溫升最高，平均升溫5.2℃，去除顱骨后在大腦中間部位的溫升為2.6℃，溫升多在40 s內(nèi)產(chǎn)生。Hande等[8]用診斷用超聲（頻率=3.5 mHz，ISPTP=1 W/cm2）輻照懷孕小鼠，在交配的第11.5 d和14.5 d各輻照一次，每次10 min。產(chǎn)后3個(gè)月和6個(gè)月時(shí)仔鼠接受明暗區(qū)域活動(dòng)和探索能力試驗(yàn)及學(xué)習(xí)、記憶能力試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有經(jīng)超聲輻照的仔鼠均出現(xiàn)焦慮活動(dòng)及學(xué)習(xí)遲鈍的現(xiàn)象，14.5 d組較11.5 d組更明顯。但所有組均沒有記憶受損的情況。產(chǎn)后6個(gè)月時(shí)所有超聲輻照鼠沒有明顯的總體活動(dòng)能力下降現(xiàn)象。Vorhees等[9]用連續(xù)多普勒超聲（頻率=3 MHz，ISPTA分別為0 W/cm2、2 W/cm2、20 W/cm2及30 W/cm2）對懷孕SD大鼠（孕4～20 d）進(jìn)行輻照，每天10 min，對仔鼠進(jìn)行了生存、生長、身體發(fā)育、行為發(fā)育及成熟后的活動(dòng)力、學(xué)習(xí)、記憶和驚嚇試驗(yàn)，結(jié)果顯示，母鼠特性及仔鼠的生存、生長、身體發(fā)育、行為發(fā)育及成熟后的被動(dòng)躲讓及驚嚇試驗(yàn)未見影響。在高強(qiáng)度組（ISPTA= 30 W/cm2）可見，對仔鼠在邊角活動(dòng)力、多T水迷宮出錯(cuò)率和尋找目標(biāo)所花時(shí)間方面產(chǎn)生了影響。Devi等[10]應(yīng)用診斷級超聲（3.5 MHz，輸出功率65 mW，ISPTP=1 W/cm2）輻照懷孕14.5 d的瑞士小鼠，分別輻照10 min、20 min和30 min，對照組使用假輻照。記錄生理標(biāo)志（耳廓展開、睜眼、長毛）、產(chǎn)后死亡率、成熟后行為變化（曠野試驗(yàn)、明暗區(qū)域試驗(yàn)、洞板試驗(yàn)和條件躲避試驗(yàn)）。生理反應(yīng)和產(chǎn)后生存率未受影響。3組受超聲照射組均出現(xiàn)行為改變，如活動(dòng)力和探索力明顯下降。Dugan等[11]利用晚孕的羊胎兒做實(shí)驗(yàn)，以測定羊胎兒腦的溫升情況。超聲儀器主頻率為3.5 MHz，脈沖重復(fù)頻率6～10 kHz，功率輸出為0.6 W（超聲束寬1.7 cm的探頭）和2 W（超聲束寬1.2 cm的探頭），在死羊胎中測得的最大溫升分別為3 ℃和12.5 ℃，活體羊胎兒腦部因有血液循環(huán)的作用，溫升分別降低了43%和30%。Fisher等[12]用脈沖多普勒超聲（頻率為 3 MHz，ISPTA 分 別 為 0 W/cm2、2 W/cm2、20 W/cm2、30 W/cm2）對懷孕的SD大鼠（孕4～20 d）進(jìn)行照射，每天10 min，結(jié)果顯示，母鼠體重和生殖狀況無影響，仔鼠未見與超聲輻照有關(guān)的行為發(fā)育異常。此外對成熟的仔鼠進(jìn)行的行為測試顯示未見與超聲輻照有關(guān)的行為異常的證據(jù)，即沒有活動(dòng)力、水迷宮及聲音驚嚇反應(yīng)異常。Horder等[13]

用ISPTA為2.3 W/cm2的脈沖超聲輻照晚孕（孕62～66 d）豚鼠胎鼠的大腦，輻照2 min后，靠近枕骨處溫度升高了4.3 ℃，中腦處升高了1.1 ℃。這比胎死腹中的胎鼠大腦的溫升減低了12%，其原因是晚孕時(shí)胎鼠大腦的血液循環(huán)已很好地建立，可起到降溫作用。Dalecki等[14]用診斷頻率的脈沖超聲波輻照孕18 d的大鼠3 min，結(jié)果胎鼠腦出血的比例明顯增高。頻率在1.2 MHz時(shí)，胎鼠腦出血的閾值正聲壓約為4 MPa，負(fù)聲壓約為2.5 MPa。孟素云等[15]用診斷超聲對胎鼠大腦Fos蛋白表達(dá)進(jìn)行了研究。方法為用診斷超聲（探頭頻率5.0 MHz，超聲輸出功率1.1 mW，空間平均與時(shí)間平均聲強(qiáng)4.7 mW/cm2）輻照孕鼠腹部子宮體表投影區(qū)，為照射30 min組、20 min組、10 min組和對照組。取胎鼠腦應(yīng)用免疫組化法觀察大腦中c2fos基因表達(dá)的激活產(chǎn)物Fos蛋白標(biāo)記的神經(jīng)元，采用方差分析比較各組間差異。結(jié)果顯示30 min組胎鼠腦海馬區(qū)可見有群集性分布，著色深的Fos蛋白強(qiáng)標(biāo)記神經(jīng)細(xì)胞，20 min、10 min兩組有散在分布，著色淡的Fos蛋白弱標(biāo)記神經(jīng)細(xì)胞，對照組未觀察到Fos標(biāo)記神經(jīng)細(xì)胞，30 min組與其他各組均有顯著性差異（P<0.001），而20 min、10 min組和對照組間差異無顯著性（P>0.05）。程顏苓等[16]進(jìn)行了診斷級彩超照射后胎鼠腦組織Fos蛋白表達(dá)的研究，探討診斷劑量彩超對胎鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)是否有刺激。方法為用診斷劑量彩超（探頭頻率3.5 MHz，聲能量（Pwr）=0 dB，機(jī)械指數(shù)（MI）=1.7，骨骼熱指數(shù)（TIB）=0.9）輻照孕18 d大鼠子宮體表投影區(qū)，分為照射10 min、20 min、30 min和對照組共4組。應(yīng)用免疫組化方法檢測胎鼠腦中Fos蛋白的表達(dá)，采用方差分析比較各組間差異，結(jié)果顯示照射10 min組于胎鼠腦海馬及皮層出現(xiàn)散在分布的淡染Fos弱陽性細(xì)胞，陽性細(xì)胞百分率為（2.61±1.8）%，而照射20 min及30 min組于海馬、皮層及基底節(jié)均有密集分布的深染Fos強(qiáng)陽性細(xì)胞，陽性細(xì)胞百分率分別為（64.39±14.05）%和（71.45±11.73）%，該兩組分別與10 min組有顯著性差異（P<0.01），對照組未觀察到著色的Fos陽性細(xì)胞。結(jié)論為診斷劑量的彩超輻照孕鼠20 min以上可誘導(dǎo)胎鼠腦組織Fos蛋白高表達(dá)。程顏苓等[17]為探討診斷劑量超聲對胎鼠中樞神經(jīng)元凋亡的影響進(jìn)行了大鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，其方法為用診斷劑量彩超（探頭頻率3.5 MHz，彩色增益50 dB，Pwr=0 dB，MI=1.7，TIB=0.9）輻照孕18 d大鼠子宮體表投影區(qū)，分為輻照10 min、20 min、30 min和對照組共4組。應(yīng)用TUNEL技術(shù)及透射電鏡觀察凋亡細(xì)胞，采用χ2檢驗(yàn)比較各組間差異。結(jié)果顯示：① 對照組及輻照10 min組凋亡細(xì)胞極少見，而輻照20 min及30 min組凋亡細(xì)胞增加，該兩組分別與10 min組及對照組比較差異有顯著性意義（P<0.01）；② 透射電鏡觀察30 min組胎鼠皮層神經(jīng)細(xì)胞核高電子密度，染色質(zhì)邊集，呈典型凋亡改變，研究結(jié)論認(rèn)為診斷劑量的彩超輻照孕鼠20 min以上可誘導(dǎo)胎鼠腦皮層神經(jīng)細(xì)胞凋亡。Suresh等[18]評價(jià)了小鼠產(chǎn)前超聲輻照后產(chǎn)后發(fā)育和成年后行為的情況。用診斷級超聲（3.5 MHz，聲功率= 65 mW，ISPTP=1 W/cm2）對懷孕的瑞士小鼠在孕14 d時(shí)分別輻照10 min、20 min和30 min，每組15例，假輻照組用作對照組。產(chǎn)后生理反射和死亡率記錄到6 w。生后在4個(gè)月和1年時(shí)測定活動(dòng)力、學(xué)習(xí)能力及記憶力。結(jié)果表明即便是只輻照10 min的小鼠在活動(dòng)力和學(xué)習(xí)能力方面均有下降，下降程度與輻照時(shí)間有關(guān)。Ang等[19]用診斷級超聲（頻率5 MHz，ISPTA=1.5 mW/cm2）輻照孕小鼠，分超聲輻照組、對照組（假輻照組）和非處理組，照射時(shí)間分別為 5 min、15 min、30 min、60 min、120 min、420 min。在出生后第10 d處死仔鼠，取其大腦做標(biāo)本，觀察仔鼠大腦皮質(zhì)細(xì)胞是否正常發(fā)育且移行至正常位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：輻照5 min和10 min的標(biāo)本中有少量皮質(zhì)細(xì)胞散在分布于發(fā)生層或白質(zhì)區(qū)，但沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。照射達(dá)到30 min或以上的仔鼠大腦皮質(zhì)細(xì)胞有一部分未能移行至大腦皮層相應(yīng)部位，而停留在不適當(dāng)?shù)钠べ|(zhì)區(qū)或停留在白質(zhì)區(qū)。這種異常分布的皮質(zhì)細(xì)胞的量與超聲輻照時(shí)間成正相關(guān)。Suresh等[20]應(yīng)用診斷級超聲波（3.5 MHz，聲強(qiáng)65 mW/cm2）輻照懷孕的瑞士小鼠，分別在孕14 d和16 d時(shí)輻照30 min，所有照射組和對照組均飼養(yǎng)至足月分娩。記錄兩組仔鼠的發(fā)育標(biāo)志（如耳廓伸展、睜眼和毛發(fā)生長）和產(chǎn)后死亡率至6 w齡。4月齡時(shí)檢測學(xué)習(xí)和記憶能力。每一組選仔鼠樣本處死，取海馬做生物胺、去甲腎上腺素、多巴胺、5-羥色胺（5-HT）及5-HT代謝產(chǎn)物、5-1羥基吲哚酸（5-HIAA）分析，以便確定產(chǎn)前超聲是否引起大腦海馬區(qū)的生化改變。取背側(cè)海馬做冠狀面，然后染色，計(jì)算神經(jīng)元數(shù)。結(jié)果顯示產(chǎn)后發(fā)育標(biāo)志和產(chǎn)后死亡率不受超聲照射影響，然而學(xué)習(xí)能力（孔板試驗(yàn)）和記憶能力（穿梭合試驗(yàn)）明顯受損。與對照組比較在孕14 d時(shí)的超聲照射組生物胺和神經(jīng)元密度明顯下降，而孕16 d時(shí)的超聲輻照組對超聲所至的大腦損害有相對的抵抗能力。栗建輝等[21]應(yīng)用四維超聲對孕18 d胎鼠進(jìn)行輻照，分對照組、假輻照30 min組、輻照5 min組、10 min組、20 min組及30 min組。結(jié)果顯示：光鏡下對照組、假輻照組、輻照5 min組及輻照10 min組光鏡觀察未見明顯異常，輻照20 min組及30 min組，神經(jīng)細(xì)胞排列紊亂，部分神經(jīng)細(xì)胞壞死。電鏡下對照組、假輻照組、輻照5 min組未見明顯異常；輻照10 min組可見部分線粒體膨大，嵴斷裂，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈空泡化，偶見凋亡細(xì)胞；輻照20 min、30 min組線粒體與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)異常改變增多，細(xì)胞核異染色質(zhì)凝集、邊集，觀察到典型的凋亡小體，凋亡細(xì)胞明顯增多。

3 人體研究

國內(nèi)學(xué)者在人體研究這方面做得工作較多。馮澤平等[22]用診斷級超聲（探頭頻率3.5 MHz，輸出功率0.41 mW/cm2）對28例中期妊娠（20～28 w）擬引產(chǎn)的婦女，經(jīng)腹部定點(diǎn)輻照人體宮內(nèi)胎兒腦垂體，結(jié)果表明：5 min組和10 min組均無損傷，30 min組有腦垂體超微結(jié)構(gòu)改變。朱穎嫄等[23]為研究診斷用B超定點(diǎn)掃描是否對人中孕胎兒大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)造成影響，將8名健康因避孕失敗而自愿要求引產(chǎn)的單胎中孕妊娠（18～25 w）的婦女隨機(jī)分成兩組，每組各4例，行水囊引產(chǎn)術(shù)。對照組在引產(chǎn)前不作B超掃描；實(shí)驗(yàn)組在引產(chǎn)前30 min用B超（頻率3.5 MHz、輸出強(qiáng)度70%、ISPTA=124.1 mW/cm2）經(jīng)孕婦腹部定點(diǎn)掃描胎兒大腦顳葉皮質(zhì)10 min，引產(chǎn)術(shù)后胎兒娩出即取大腦顳葉皮質(zhì)作透射電鏡標(biāo)本的常規(guī)制備與觀察。結(jié)果顯示與對照組相比，B超定點(diǎn)掃描10 min，胎兒大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞的主要變化為：① 細(xì)胞核染色質(zhì)分布不均，成團(tuán)塊狀濃縮或邊聚；② 核周質(zhì)(胞質(zhì))內(nèi)糖原與游離核糖體稀疏；③ 部分線粒體腫脹，呈空泡化；④ 次級溶酶體多見。結(jié)論：B超定點(diǎn)掃描10 min，胎兒大腦皮質(zhì)細(xì)胞開始有變性改變，由于受損神經(jīng)細(xì)胞不易再生，因此，B超用于產(chǎn)前胎兒顱腦檢查尤其早、中孕檢查時(shí)不應(yīng)超過10 min。

4 流行病學(xué)研究

Stark等[24]對1968～1972年接受過產(chǎn)前超聲檢查的425名兒童和未接受產(chǎn)前超聲檢查的381名兒童進(jìn)行了比較，在出生時(shí)記錄了Apgar評分、孕周、頭圍、體重、身長、先天性畸形、產(chǎn)后感染等，在7～12歲時(shí)記錄了聽力、視力、色覺、認(rèn)知能力、行為和詳盡的神經(jīng)系統(tǒng)檢查，超聲檢查組與對照組沒有明顯的差異。Salvesen等[25]調(diào)查了2161名其母親在懷孕期做過兩次超聲檢查的8～9歲兒童，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超聲檢查組兒童較非超聲檢查組兒童左撇子的幾率明顯增多，在注意力、運(yùn)動(dòng)控制力及感知方面沒有明顯差異。Cambell等[26]對產(chǎn)前超聲輻照與出生后語言能力延遲之間進(jìn)行了病例對照研究，研究對象為72名出生24～100個(gè)月的兒童，結(jié)果表明，語言延遲的兒童超聲輻照率明顯高于語言不延遲的兒童，作者建議沒有明顯的臨床指證時(shí)不要做超聲檢查。蔣茵露等[27]對其母親在孕期接受過超聲檢查的1698名小兒按宋氏的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行智能測定，結(jié)果為：正常占96%，異常占1.29%，可疑占2.71%。對3組小兒出生前接受B超檢查次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，小兒智能發(fā)育正常與否與圍產(chǎn)期接受B超檢查無關(guān)，3組對比智能發(fā)育異常組接受B超檢查次數(shù)少于正常組，作者認(rèn)為診斷級B超檢查不影響小兒智能發(fā)育。Kieler等[28]對20世紀(jì)70年代出生的6858名做過產(chǎn)前超聲的男性與172537名未做過產(chǎn)前超聲的男性做了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)做過產(chǎn)前超聲的男性比未做過的男性左撇子的發(fā)生率明顯增高，尤其是1975年以后出生的男性這種差別更為明顯，這是由于1975年以后臨床醫(yī)生大力推薦使用產(chǎn)前超聲。此研究表明做過產(chǎn)前超聲的左撇子男性有大腦的輕微損害。男性較女性更多出現(xiàn)左撇子的原因是在胎兒時(shí)期男性的大腦發(fā)育較女性的所需時(shí)間更長，更易受超聲輻照的影響。

由于大多數(shù)研究表明即便是診斷級超聲波，如果輻照時(shí)間過長也可給胎兒及其神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的損害，因此世界各國及國際有關(guān)組織制定了嚴(yán)格的診斷計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。美國醫(yī)用超聲學(xué)會(huì)（AIUM）于1978年公布了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)[29]，1987年又進(jìn)行了修訂[30]，它規(guī)定對于低兆赫頻率的超聲波，非聚焦超聲強(qiáng)度＜100 mW/cm2，輻照時(shí)間＜500 s，聚焦超聲強(qiáng)度＜1 W/cm2，輻照時(shí)間＜50 s。1984年日本醫(yī)學(xué)超聲學(xué)會(huì)超聲診斷設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)規(guī)定[31]，頻率為幾個(gè)兆赫的超聲，輻照時(shí)間10 s～1.5 h，產(chǎn)生生物效應(yīng)的最小強(qiáng)度連續(xù)波為ISPTA=1 W/cm2，脈沖波SPTA=240 mW/cm2。國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（IEC61157-1992）[32]和由其轉(zhuǎn)化成我國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB16846-1997）[33]對超聲診斷設(shè)備的聲輸出做出了明確的規(guī)定，即峰值負(fù)壓＜1 MPa，輸出聲束聲強(qiáng)＜20 mW/cm2， ISPTA＜100mW/cm2。對于非聚焦超聲，當(dāng)輻照時(shí)間＞1 s并＜500 s時(shí)，或聚焦超聲輻照時(shí)間＜50 s時(shí)，只要聲強(qiáng)與輻照的時(shí)間乘積＜50 J/cm2，則不會(huì)對人體產(chǎn)生明顯的生物效應(yīng)。2008年AIUM發(fā)表了關(guān)于胎兒超聲檢查機(jī)械效應(yīng)潛在危害的意見一致性報(bào)告[34]，文中指出當(dāng)今在人體中所做的生物學(xué)研究不能做出懷孕期超聲輻照與胎兒生物學(xué)不良作用之間有因果關(guān)系，但這些流行病研究是使用ISPTA≤94 mW/cm2的儀器進(jìn)行的，而現(xiàn)在美國FDA允許的用于產(chǎn)科檢查的最高ISPTA值為720 mW/cm2。低強(qiáng)度脈沖超聲在人體和動(dòng)物身上出現(xiàn)的生物學(xué)效應(yīng)提示我們，還需進(jìn)一步研究以確定有否對胎兒發(fā)育產(chǎn)生不良反應(yīng)的潛在危害。

AIUM提出了ALARA（As Low As Reasonable Achivievable）原則[35]，即在保證獲得必要的超聲診斷信息的前提下，用盡可能小的聲強(qiáng)、在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成檢查。為了幫助使用者隨時(shí)了解儀器輸出的超聲可能產(chǎn)生的生物效應(yīng)，F(xiàn)DA、AIUM等組織制定了超聲輸出指數(shù)顯示標(biāo)準(zhǔn)[36-37]，即機(jī)械指數(shù)和熱指數(shù)（TI），它們分別表示當(dāng)時(shí)輸出的超聲對生物組織產(chǎn)生機(jī)械作用和溫升的可能性。MI指超聲在馳張期的負(fù)壓峰值（Mpa）與探頭中心頻率（MHz）的平方根的比值。通常認(rèn)為MI值在1.0以下無致傷性，但對胎兒應(yīng)調(diào)至0.3以下，對眼球調(diào)至0.1以下。TI指超聲實(shí)際輻照到某聲學(xué)界面產(chǎn)生的溫升與使界面溫升1℃的比值。TI在1.0以下無致傷性，對胎兒應(yīng)調(diào)至0.4以下，對眼球應(yīng)調(diào)至0.2以下。1992年世界超聲醫(yī)學(xué)與生物學(xué)學(xué)會(huì)（WFUMB）就診斷用超聲的安全性發(fā)表聲明[38]，其中的一些論點(diǎn)如下：① 進(jìn)行B型超聲檢查時(shí)，使其聲能輸出應(yīng)盡可能小，以防引起溫升，造成損害；② 一些試驗(yàn)表明Doppler超聲可引起明顯的溫升作用，尤其是在骨骼和軟組織構(gòu)成的界面處，此種溫升可通過在掃查時(shí)盡可能減少探頭在某一點(diǎn)處的停留時(shí)間而減弱。如果能控制聲能輸出，則選擇最低的能量輸出；③ 診斷超聲的輻照如最高溫升≤體溫（37℃）1.5℃時(shí)可繼續(xù)使用，如使胚胎或胎兒溫度升高＞4 ℃，且持續(xù)時(shí)間＞5 min，則認(rèn)為有損害。2007年AIUM在其《產(chǎn)科超聲檢查指南》[39]中指出：AIUM堅(jiān)決不贊成用于滿足社會(huì)心理學(xué)方面需求或非醫(yī)學(xué)目的的超聲應(yīng)用，無論是使用二維還是三維超聲來觀賞胎兒、獲取胎兒照片或確定胎兒性別而沒有醫(yī)學(xué)應(yīng)用指征者都是不適宜的和違背醫(yī)學(xué)實(shí)踐的。

5 結(jié) 語

在過去的十年里，超聲的應(yīng)用更加廣泛，超聲的診斷能力也越來越強(qiáng)，超聲輸出強(qiáng)度的提高是其中原因之一。當(dāng)今三維超聲和四維超聲也應(yīng)用得越來越多[40]，且目前還罕有學(xué)者就此二種超聲掃描方式對生物體造成的損害做出研究。盡管它們與二維超聲的發(fā)射原理相同，但掃描方式略有變化，這就需要廣大超聲工作者對此進(jìn)行詳細(xì)的研究。尤其是現(xiàn)今國內(nèi)某些醫(yī)院開展了產(chǎn)前胎兒顏面留影的四維掃描項(xiàng)目，其對胎兒神經(jīng)系統(tǒng)造成損害的潛在危險(xiǎn)性是存在的，開展這方面的研究勢在必行。

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