超聲為一種高頻振動的機械波,,在物質分子中傳遞?,F階段醫(yī)學超聲的使用頻率在兆赫(MHz)級,,超聲在人體軟組織(及水)中傳播速度為1500m/s左右,,故其波長在毫米(mm)級,。在臨床應用中主要分為診斷與治療兩個方面:超聲診斷系利用較高頻率(多在2MHz-40MHz)與較低聲強,,高頻超聲提高對組織的分辨率,,用以獲得清晰,、細致的聲像圖,;而較低聲強可降低對組織損傷的副作用。超聲治療系利用較低頻率(通常<1MHz)與較高聲強,,低頻超聲增大對組織的穿透率,而高聲強(特別是聚焦后)超聲可對組織產生溫升及機械效應,,用以選擇性破壞局灶性病變,。近年來超聲醫(yī)學向上述兩個方面的一些前沿迅速發(fā)展,。
一.超聲診斷中的三個新方向
1. 超聲造影技術
利用外界物質注入體腔內、管道內或血管內,,根據注入物與組織間回聲的不同或者聲特性阻抗間的顯著差別,,而增強對臟器或病變的顯示,。在這一方面,可分為胃,、結腸超聲造影,,輸尿管,、腎盂超聲造影,子宮腔,、輸卵管超聲造影,瘺管,、竇道,、膿腔超聲造影等。常用滅菌生理鹽水或CO2氣體用細管(導管)注入(胃造影可服專用胃造影劑,;結腸造影可用溫生理鹽水保留灌腸),。
血管內超聲造影劑均由微氣泡組成,絕大多數在微泡之外包裹薄層微囊,。微囊作為高能隔欄防止微泡間相互融合,。因氣體與微囊的物質組成,、微囊大小及囊壁厚度的不同而產生多種性能不一的造影劑,,其所適應的臟器或疾病診斷范圍亦有所不同,。
然而,,血管內造影劑的要求極高,,必須達到以下7種基本要求:
(1) 無毒,;
(2)不影響生理平衡,;
(3)對組織無刺激;
(4)微泡尺寸1-6 m m間,,可通過毛細血管;
(5)阻止微泡相互融合形成大氣泡而導致小血管腔內氣栓,;
(6)在活體循環(huán)系統(tǒng)中大部分微泡至少維持5min 以上,,以供臨床觀察分析,;
(7)微泡內氣體及微囊無任何致癌作用,。
現用的微泡內氣體分:空氣,、氮氣,、全氟丙烷、全氟丁烷,、全氟戊烷,、全氟己烷、六氟化硫等。現用的微囊成分分:白蛋白,、D-半乳糖,、磷脂、脂質體,、聚乙烯乙二醇,、聚氰基丙烯酸酯等。血管內微泡造影已用于腫瘤的診斷與部分良,、惡性腫瘤的鑒別診斷,,急性局灶性炎癥,局部缺血性壞死,,血管性疾病以及心肌血流供應情況,。向靶性微泡造影劑可攜帶藥物及基因片段至選定病灶區(qū),既可作特異性診斷(如微血栓檢出),,又可作選定病灶區(qū)灌藥治療,。
2.超聲內鏡
導光纖維內鏡組合的超聲內鏡及單獨由微型導管探頭行超聲掃查成像。超聲內鏡因在體內的管道或腔內直接接觸病灶,,縮短從體外進入病灶的聲路,減少了聲衰減,,而可選用高頻探頭(20MHz-40MHz),,可清晰顯示細小病灶。目前,,在消化道診斷中成效顯著,;并可引導某些經內鏡的介入治療。此外,,超聲腹腔鏡,,導管式超聲食道檢查,導管式超聲尿道,、膀胱,、輸尿管、腎盂檢查,,導管式超聲陰道,、宮頸、宮腔,、輸卵管檢查均已在臨床開展,、報道。
3.三維超聲成像
收集一定數量(例如:60-300幀)按順序排列的二維聲像圖并予重建,,即可獲得超聲三維成像,。使用手動探頭位移或側角法,手動探頭旋角法或手動空間磁場定位法所獲取的三維信息,均需支付大量的收集時間,。因而,,適用于靜態(tài)三維成像。在心臟,,收集圖像后用心電門控電路將較多時序圖像按心電時相重組,,緩慢輸入組合后,以心搏速度回放,,形成“動態(tài)”的三維超聲心動圖,。本技術的確切術語應稱三維動態(tài)超聲心動圖,而決非三維“實時”超聲心動圖,。由于動態(tài)三維用心電門控重組,,故在心律紊亂病例中無法獲得清晰的三維心臟成像;動態(tài)三維不屬于實時三維成像,,故不宜稱作“四維”超聲心動圖,。
將一維陣探頭裝入高速機掃裝置使之自動側角擺動,收集順序二維圖,,可獲得容積掃查8-16幀/s,,接近實時但非真實的實時三維,可稱“準實時超聲三維成像”,。
應用高密度二維陣探頭( Two-dimensional Array Transducer)及與之適配的高通道數電路,,使發(fā)射聲束既可聚焦又可作高速掃查,以獲得真實的實時三維超聲成像,。目前已制出實時三維超聲診斷儀,,其二維陣探頭的晶片陣元數為3000;電通道數為12000,,三維成像速度在18-30幀/s間可調(>24幀達實時顯示要求),。已試用于心臟、肝臟,、周圍血管,、腎、胎兒等診斷研究,,但尚需進一步提高空間分辨率及對超聲劑量學的研究,。
二.高強度聚焦超聲治療
高強度聚焦超聲系利用較低頻率的超聲,可穿透軟組織并在病灶區(qū)獲得聲聚焦焦域,。一定功率的超聲發(fā)射并經聚焦后,,其在聲軸垂直平面上的聲強隨該處的聲束截面積成反比(忽略聲衰減時)。因此,,焦域區(qū)的截面積最小,,故其聲強最高(通??蛇_數千W/cm2)。聲能轉變?yōu)闊崮?,焦域區(qū)迅速溫升,,致使蛋白質凝固,或即達到腫瘤細胞滅活,,即達到相當于非手術的“腫瘤切除”效果,。目前試用于臨床已無手術指征的某些臟器、組織惡性腫瘤,,初步顯示其抑制癌瘤生長的較好效果,。減輕疼痛、延長生命,。另外,,高溫滅活的腫瘤組織留存在機體內部似還可增強機體對其他部位同種腫瘤的腫瘤免役功能。在早期臨床應用中,,其適應征應首先選定在某些臟器的晚期惡性腫瘤或不能耐受手術切除的腫瘤病人,,但需防止可能出現的并發(fā)癥。