Физика ультразвука
Для начала предлагаю поговорить о том, что за зверь такой «Ультразвук» и чем он отличается от других звуков.
Ультразвук — это колебания от 20 кГц до 1000 МГц, не слышимые человеческим ухом. В ультразвуковой диагностике применяется более узкий спектр частот: от 1 до 25 МГц. Слышимый спектр от 20 Гц до 20 кГц. Если бы ультразвук был слышен, он звучал бы в 1000 раз выше и тоньше самого писклявого комара.
Мощность современного диагностического ультразвука от 15 до 730 мВт\см2. В акушерских исследованиях используется средняя мощность 180 мВт\см2. Для примера, современные смартфоны имеют отграниченную мощность излучения 200 мВт, точки Wi-Fi 100 мВт, при этом процесс обмена информацией между устройствами (поддержание связи) происходит в среднем 1000 раз в секунду. В то же время в ультразвуковой диагностической системе датчик излучает в среднем 20 раз в секунду, т.е. 80 процентов времени он находится в режиме приемника, ничего не излучая.
Таким образом, облучение точки замера ультразвуком мощностью 200 мВт\см2 в 50 раз ниже, чем 200 мВт сотового телефона.
Средняя продолжительность ультразвукового исследования 20-30 минут.
С точки зрения физики и биофизики ультразвук имеет целый ряд механизмов воздействия на ткани организма.
Тепловые механизмы. Нагревание тканей в зоне воздействия ультразвука за счет молекулярной релаксации, внутреннего трения и относительного движения частиц среды, ничтожно мало, чтобы вызвать значимое увеличение температуры тканей.
Если в режиме средней выходной мощности ультразвуковой аппарат излучает 250 мВт/см2, преобразуя всю энергию в тепло, нагревая ткани плода, и утечка этого тепла отсутствует, тогда за 300 секунд излучения (а примерно столько датчик излучает энергию за 30 минут исследования) на нагрев плода и матки будет использовано (250 мВт * 300 сек) 75 Джоулей, или 17,93 калории. Этого хватит на то, чтобы нагреть 17,92 мл воды на 1 градус. Для примера представим матку с плодом в 20 недель как 3 литра воды. В таком случае энергии излучения ультразвукового аппарата хватит для того, чтобы нагреть матку с плодом менее, чем на 0,006 градуса. И это в ИДЕАЛЬНЫХ условиях ИДЕАЛЬНОЙ модели.
|
|
Кавитация (механическое проявление), под которой понимается процесс роста и колебаний газовых пузырьков в поле акустической волны, обычно возникает в тех случаях, когда используется ультразвук высокой мощности в режиме непрерывного излучения. Теоретически возможно проявления кавитации и при использовании диагностического ультразвука. Но только теоретически.
В современной медицине эффекты кавитации используются в малоинвазивной хирургии. В данном случае это фокусированный ультразвук высокой интенсивности (НIFU), где применяются гораздо более мощные ультразвуковые волны. С помощью НIFU осуществляют следующие виды хирургического лечения:
· удаление фибромы матки с сохранением тела матки;
· удаление опухоли предстательной железы;
· лечение заболеваний сердца (мерцательная аритмия);
· разрушение камней в почках и желчном пузыре (ударно-волновая литотрипсия);
· симуляция регенеративных процессов в нервных волокнах;
· хирургия патологий органов малого таза и брюшной полости.
Тонкий пучок ультразвуковых волн, применяемых при НIFU, имеет гораздо большую мощность, чем волны, применяемые при УЗИ. Но даже с применением такой мощности, чтобы довести внутриклеточные структуры до кипения (именно так достигается разрушительное воздействие на опухоли), необходимо длительное непрерывное воздействие более 20 000 Вт/см2 (в 100 000 раз сильнее диагностического ультразвука). Например, операция по удалению фибромы матки длится более 3 часов.
|
|
Ультразвук вреден потому, что…
Чаще всего ультразвук пытаются сравнивать с радиоволновым или электромагнитным излучением. Это аналогично сравнению красного с квадратным. Природа этих волновых колебаний принципиально разная, эффекты разные, поэтому сравнения подобного рода некорректны.
«Безопасность ультразвука еще не доказана, поэтому лучше от него отказаться.»
Если опыт применения более 50 лет, наличие не только детей, но и внуков у тех, кого смотрели на УЗИ, отсутствие сколько-нибудь достоверных доказательств вреда диагностического ультразвука на человека вас не убеждает, вероятно, вам стоит отказаться от УЗИ. По данным ВОЗ («Safetyofultrasonographyinpregnancy: WHO systematicreviewoftheliteratureandmeta-analysis.»), единственным отличием детей, получивших внутриутробно дозу диагностического ультразвука, было несколько большее количество мальчиков левшей. И всё! Еще стоит учесть наличие излучения сотовых телефонов, радиостанций, телевизионных антенн, спутников GPS и Глонасс, всех электроприборов, магистральных электропроводов, а также магнитного поля Земли. Еще советую обратить внимание на эксперименты, проводимые в целях изучения влияния магнитных полей на развитие эмбрионов. Там было показано, что лягушки и крысы, помещенные в клетку Фарадея, исключающую любые электромагнитные влияния, развивались с выраженными пороками развития и мутациями.
|
|
«Ультразвук не дает гарантии, какой смысл его делать?»
В медицине ничего нет на 100%. Определяя пол малыша как в 11-12 недель, так и в 30 недель, я никогда не даю гарантии. Мою любимую фразу «Я 100% не дам даже после родов» знает уже добрая половина Москвы.
Тем не менее, если не рассматривать казуистические случаи и варианты клинического кретинизма, то средняя «точность» ультразвукового исследования составляет 85-90 %.
К. Николаидес указывает, что при исследовании величины шейной складки при исследовании на синдром Дауна, чувствительность составляет 33,5 %, а специфичность 99, 4 %. Коэффициент правдоподобия составляет 55,8 %, это не много, но в сочетании с другими признаками и симптомами получается весьма точный результат. Для кого-то это слишком мало. Для других — лучше, чем полное неведение. Финальное решение за беременной женщиной, бесспорно.
«Хотя утверждается, что человек не воспринимает звук высокой частоты, остается необъясненной бурная реакция плода на УЗИ (она наблюдается далеко не у всех женщин, кстати). Когда датчик двигается по животу мамы, некоторые малыши начинают интенсивно шевелиться»
Во-первых, стоит упомянуть, что объективных доказательств того, что во время УЗИ ребенок шевелится активнее, чем в любой другой момент жизни, нет. Согласитесь, здесь все довольно субъективно: у одних мам малыши бурно пинают папину руку, у других затихают при прикосновении папиной руки к животу; у кого-то спят во время проведения КТГ, у других буйствуют. Так же и с УЗИ. Только во время УЗИ женщина еще и лежит на спине и сосредотачивается на поведении малыша, что само по себе немаловажно.
Какие процессы воздействуют на женщину, которой проводится УЗИ? Сам ультразвук, сила давления на живот, все? Нет, еще эмоциональное давление на беременную, которое сопровождается выбросом соответствующей порции гормонов. Вероятнее всего, нана них и реагирует малыш.
Мои пациентки знают, насколько важна эмоциональная поддержка. Я стараюсь настраивать своих пациенток положительно, успокаивать и разрушаю устоявшиеся вредные заблуждения. Можете ознакомиться с их отзывами, в интернете их много. Если мама спокойна, то и ребенок будет спокоен.
Когда малыш отворачивается и закрывает лицо, это не его попытка спрятаться от УЗИ, а рефлекторные движения в периоды бодрствования. Ребенок находится в водной среде в расслабленном состоянии. Мышцы сгибатели сильнее, чем разгибатели, поэтому естественным положением является такое, при котором руки согнуты в локтях и прижаты либо к груди, либо к лицу.
«Считавшийся безвредным ультразвук может повреждать генетический аппарат. К такому неутешительному выводу пришли московские исследователи под руководством старшего научного сотрудника Отдела теоретических проблем Российской Академии Наук Петра Петровича Гаряева.»
Это мнение основано на работе П.П. Гаряева «Волновой геном», в которой автор утверждает, что частота ультразвуковых колебаний вызывает отсроченные генетические отклонения, проще говоря, мутации. Но в связи с полным отсутствием доказательной базы, научное сообщество не приняло работы Гаряева. Позже наличие научных степеней у П.П. Гаряева, также было признано недействительным.
Я даже могу допустить, что в высказываемой теории есть толика здравого смысла, но сам автор себя настолько дискредитировал враньем, что разбирать его теорию не имеет смысла.
«Лучше УЗИ не делать, там обязательно что-то найдут. Меньше знаешь – крепче спишь.»
Каждый человек имеет право на получение информации и отказ от нее. Если человек отказывается от возможности заранее узнать о возможных проблемах со здоровьем ребенка (пороки развития, требующие коррекции сразу после родов), увидеть укорочение шейки матки и спасти беременность, это его право.
«Ладно, ультразвук безвреден, но допплер точно вредит здоровью»
Принципиальных отличий в воздействии на ткани нет. Да, при допплеровском исследовании происходит фокусировка ультразвуковых лучей в одной точке. Однако даже при этом воздействие на ткани остается гораздо меньшим, чем минимальная фиксируемая доза.
Наукой НЕ доказано, что…
1. Ультразвук в принципе неприятен для плода. Как проверить, приятно ему или нет, остается вопросом.
2. УЗИ приводит к задержке роста плода. Обычно УЗИ проводится чаще при задержке роста плода с целью контроля набора массы. И получается как в анекдоте: все умершие люди ели огурцы, значит, огурцы приводят к смерти.
3. Ультразвук приводит к развитию кист головного мозга. Кисты головного мозга плода формируются в процессе роста и так же в процессе роста и обычно проходят самостоятельно. УЗИ никак не влияет на их рост и развитие.
4. Ультразвук приводит к формированию родинок у ребенка. Видимо, приверженцы этой теории считают, что родинки появились у человека вместе с ультразвуком… Видимо, до появления УЗИ родинок ни у кого не было.
Ключевые принципы безопасного использования ультразвука
1. Ультразвуковое исследование должно использоваться только с целью установления медицинского диагноза.
2. Ультразвуковое оборудование должно использоваться только теми специалистами, которые в полной мере знакомы с его безопасной и правильной эксплуатацией.
Для этого требуется:
· понимание возможных тепловых и механических биологических эффектов ультразвука;
· полная осведомленность в настройках оборудования и понимание их влияния на уровень выходной мощности ультразвука.
3. Время исследования должно быть настолько коротким, насколько это необходимо для установления диагноза.
4. Выходная мощность ультразвука должна быть на том максимально низком уровне, на котором это возможно для получения полезной диагностической информации.
5. Ультразвуковое сканирование при беременности не должно проводиться, когда целью является лишь «сувенирное» видео или фотография.
Резюме
Делать УЗИ или нет, сколько раз и в каком месте, решать только вам самим. Если Вы встаете на учет в женскую консультацию, по приказу 572н Вам сделают УЗИ 3 раза (по одному в каждом триместре). Иногда делают еще одно УЗИ на самых ранних сроках для исключения внематочной беременности.
В соответствии с принципами ALARA, приоритеными являются безопасность, высокая точность, наглядность, воспроизводимость и простота ультразвукового исследования. Настрой, эмоциональная окраска, формулирование пояснений к увиденному – целиком и полностью зависит от компетентности врача и его понимания нужд пациента.
Во многих странах нет такого свободного доступа к УЗИ во время беременности, как в России. Поэтому все данные о безопасности УЗИ при беременности относятся к 2-4 исследованиям за беременность, а не к 20-30. И хотя теоретических предпосылок к существованию реального вреда крайне мало, научно пока не доказано, что 20 УЗИ за беременность – это совершенно безвредно.
Международные руководства по безопасности ультразвуковой диагностики
Ведущей в мире организацией по безопасности ультразвуковой диагностики, на документы которой ссылаются все инструкции к современным ультразвуковым аппаратам, является AmericanInstituteofUltrasoundinMedicine (AIUM – Американский Институт Ультразвука в Медицине).
Основной регламентирующий документ – руководство MedicalUltrasoundSafety (Безопасность медицинского ультразвука, 2-е издание, 2009 г., 63 с.). Этот документ является базовым, на нем основаны рекомендации по безопасности ультразвуковой диагностики других ответственных организаций, приведенных в списке ниже.
В европейских странах действуют свои регламентирующие документы, определяющие безопасное использование ультразвуковой диагностики.
В практической работе российских врачей работают Гигиенические требования к условиям труда медицинских работников, выполняющих ультразвуковые исследования. Руководство Р 2.2.4/2.2.9.2266-07.Требования по безопасности ультразвуковых сканеров регулируются ГОСТом 2683-86 и Стандартами международной электротехнической комиссии (МЭК) от 1988 года. Эти требования учитываются при сертификации сканеров.