TÁC DỤNG VẬT LÝ CỦA ÂM THANH • Tác dụng sinh nhiệt: * sinh nhiệt do khuếch tán năng lượng trong mô giảm thấu * không sinh nhiệt: áp lực và lực quay --> chuyển động dịch: luồng Cơ chế khô
Trang 1TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ TÍNH
AN TOÀN CỦA SIÊU ÂM
VÕ TẤN ĐỨC
ĐẠI CƯƠNG
• - SA : rộng rãi - rẻ tiền - thời gian thực - an toàn
• - Tác dụng sinh học:* thiết yếu cho người sử dụng
• - Tác hại chính của SA: * chỉ định không đúng
• - BS Siêu âm: * nắm vững đầy đủ nguy cơ tiềm tàng và
lợi ích rõ rệt của SA / các PP CĐHA khác
• * điều chỉnh các thông số kỹ thuật - tránh
tối đa tác hại mà vẫn giữ mục tiêu chẩn đoán (ALARA)
Trang 2TÁC DỤNG VẬT LÝ CỦA ÂM THANH
• Tác dụng sinh nhiệt: * sinh nhiệt do khuếch tán năng
lượng trong mô (giảm thấu)
* không sinh nhiệt: áp lực và lực quay > chuyển động dịch:
luồng
Cơ chế không sinh nhiệt cũng có thể sinh nhiệt!
• Tạo hang âm: do âm trường tao trong dịch các hốc khí
Có thể làm tăng hay không thể tích mô
==> nhiệt sinh ra, chuyển động luồng quanh hốc khí, tác
động cơ học do vỡ bóng khí
TÁC DỤNG VẬT LÝ CỦA ÂM THANH
Tác dụng sinhnhiệt
- SA sinh nhiệt: năng lượng sinh ra trong mô do hiện tượng
giảm thấu : khuếch tán và hấp thu > sinh nhiệt
- Các yếu tố kiểm soát nhiệt của mô:
* hội tụ: nhằm cải thiện độ phân giải không gian
cường độ chùm sóng = công suất / vùng
độ rộng chùm sóng
@cùng công suất: độ tập trung càng nhỏ, cường độ càng
cao
@chuyển động phân phối sóng âm: quét chùm sóng qua
mô sẽ làm giảm cường độ trung bình:
+ không quét: Doppler phổ, M-mode: năng lượng
+ quét: doppler màu, năng lượng, B- mode
Trang 3TÁC DỤNG VẬT LÝ CỦA ÂM THANH
Tác dụng sinhnhiệt
* thời gian siêu âm: công suât SA là tốc độ sinh ra
năng lượng theo thời gian
SA xung: phát sóng theo từng chuỗi xung, có khoảng
thời gian chờ lập lại (ngắt quảng)
SA liên tục: không bị ngắt quảng
Các yếu tố thời gian liên quan đến tác dụng sinh học:
+Cường độ đỉnh theo thời gian
+Cường độ xung trung bình
+Trung bình thời gian
+Yếu tố phát
Thời gian tác động càng dài > nguy cơ chịu TDSH càng
lớn
TÁC DỤNG VẬT LÝ CỦA ÂM THANH
Tác dụng sinhnhiệt
* Loại mô:
@ hệ số giảm thấu của mô , tăng dần: nước
ối->máu->não-> gan->cơ->mỡ->gân cơ->da->sụn->sọ trẻ em-> sọ
người lớn (dB/cm/MHz)
tần số đầu dò tăng > tăng độ giảm thấu
@ khả năng làm mát của cơ thể nhờ máu tưới: mô càng
nhiều máu tưới càng điều chỉnh hiệu quả sự tăng nhiệt
do SA
!!! SA thai: thai càng lớn, xương càng có nhiều khoáng,
càng tăng nguy cơ sinh nhiệt tại chổ
Độ giảm thấumô mềm >lựa chọn ngả tiếp cận (BQ/AĐ)
• Tăng gain tối đa, giảm công suất phát
Trang 4Tác dụng sinhnhiệt
Chỉ số nhiệt:
TI = công suất nguồn phát sử dụng trong thời gian khảo
sát / công suất nguồn phát có thể làm tăng nhiệt 1độ
Viện SAYK-Mỹ (AIUM), Hiệp Hội SX DCĐQG
(NEMAõ) và FDA : giảm công suất và liều phát siêu âm
khoảng 0,3 dB/cm/MHz đối với mô đồng nhất và mô
mềm
Với thời gian khảo sát đến 50 giờ, không có tác dụng sinh
học độc hại nếu nhiệt độ tăng </= 2 độ C
TÁC DỤNG VẬT LÝ CỦA ÂM THANH
Tác dụng tạo hang âm
@ Aùp lực sóng âm phải đạt giá trị ngưỡng mới tạo được một
hang khí trong dịch
@ Các yếu tố ảnh hưởng:
- kích thước bóng khí ban đầu (nhân hang)
- các đặc tính xung âm thanh: tần số, tần số lập lại xung
PRF, thời gian xung
- thông số dịch chủ: tỷ trọng, độ nhày, độ nén, độ dẫn
nhiệt, và sức căng bề mặt
@ Các bóng khí hình thành do áp lực cao và sự tăng nhiệt
khi xẹp nhanh > gốc hóa học (hóa âm học) và có thể
phát sáng (phát quang âm học) / phát hiện ở labo
Vd: tạo hang do máy tán sỏi ngoài cơ thể (ESWL)
Trang 5TÁC DỤNG VẬT LÝ CỦA ÂM THANH
Tác dụng tạo hang âm
Tác dụng sinh học trên phổi động vật thực nghiệm
- Child &cs: chuột thực nghiệm với xung 1 - 4 MHz và áp
suất 1,4 Mpa: gây thoát tế bào máu vào phế nang, xuất
huyết phổi (giả thiết do tạo hang khí trong phế nang)
- tương tự ở khỉ với doppler xung 4MHz
- Tarantal và Canfield: vách phế nang ngăn với khí bởi 1
lớp tế bào mỏng # 100nm, nhạy cảm với dao động của
bóng khí do sóng âm tạo ra > dễ vỡ, gây đứt đoạn khu
trú hàng rào nội mô > thoát hồng cầu vào khoang phế
nang
- Ở Người: Roy và cs: tạo hang âm học ở tần số 30 MHz
và gây tổn thương tương tự ở chuột và khỉ
TÁC DỤNG VẬT LÝ CỦA ÂM THANH
Tác dụng tạo hang âm
• Chỉ số cơ học MI: dùng chỉ liều phát có tiềm năng tạo
hang dựa trên sự hiện diện của các bóng khí tự do phân
bố trên diện rộng
• MI = P (áp lực đỉnh trường âm)/ f (tần số trung tâm đầu
dò) lủy thừa n (o,5 đối với dịch sinh lý) MI= P* / F*n
• Hiện nay MI < 0,7 không có các điều kiện vật lý kích
thích sự tăng trưởng của bóng khí ngay cả khi có sự phân
bố rộng rãi các nhân bóng
• AIUM: các hệ thống siêu âm hiện hành có thể gây bóng
khí trên thực nghiệm và cơ thể sống, gây thoát máu vào
mô động vật
• Khi không có thể khí, ngưỡng gây tổn thương tạo bóng
khí rất cao (ở người, SA thực hiện chủ yếu ở mô không
Trang 6CHUẨN HIỂN THỊ LIỀU PHÁT
• Hiển thị chỉ số TI và MI theo thời gian thực > quyết
định khả năng xảy ra các tác dụng sinh học
• AIUM: Sự an toàn của siêu âm chẩn đoán, yêu cầu
người sử dụng đặt ra 4 câu hỏi:
• 1- Dùng chỉ số nào khi khảo sát?
• 2- Có yếu tố nào gây độc tính quá cao hay quá thấp?
• 3- Có thể giảm các chỉ số hơn nữa dù đã giảm rồi?
• 4- Bằng cách nào giảm tối đa các thông số khảo sát mà
không ảnh hưởng đến chất lượng chẩn đoán?
• Các thông số an toàn lâm sàng của máy siêu âm (1992):
• chỉ số nhiệt TI < 2, hay < 6 [Ln(t)/ 0,6] với t:1250mn
-chỉ số cơ học MI < 0,3
DỊCH TỂ HỌC
• @ CÁC NGHIÊN CỨU
• - Moore: giảm trọng lượng trẻ lúc sinh
• - Scheidt: co giật, tăng trương lực cơ cổ của trẻ sơ sinh
• - Stark: tăng xuất độ loạn năng đọc ở số trẻ giảm cân
• - Cambell: chậm phát triển ngôn ngữ ở trẻ bị SA nhiều
lần lúc bào thai
• @ KẾT LUẬN VỀ DỊCH TỂ CỦA AIUM (3/1995)
Dựa trên những bằng chúng dịch tể cho đến nay và
dựa trên những kiến thức hiện hành về cơ chế tương tác
Không đủ chứng cứ dể khẳng định kết luận về mối liên hệ
nhân-quả giữa siêu âm chẩn đoán và tác dụng sinh học
độc hại
Trang 7CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THÔNG SỐ
KHI KHẢO SÁT SIÊU ÂM
• - dùng ứng dụng chuyên biệt theo từng phần của cơ thể
• - giữ công suất phát sóng thấp
• - hội tụ đúng độ sâu
• - chọn kiểu quét hơn là không quét
• - dùng ít chuỗi xung mỗi giây (PRF thấp)
• - Giảm chiều dài xung
• - Dùng đầu dò thích hợp
• - Tăng gain nhận hơn là tăng công suất
• An toàn khác:
• An toàn điện
• An toàn vi sinh
• An toàn về người sử dụng
• Những rối loạn cơ-xương-khớp liên quan
đến công việc (quá tải, toàn thời gian…)