Дозиметрический подход к изучению ультразвука. Понятие дозы УЗИ
Исследование состоит в облучении испытуемого объекта ультразвуком и оценке возможных биологических изменений в зависимости от экспозиции. Параметры экспозиции и характер биологических изменений фиксируются в протоколе исследований. В качестве переменных параметров экспозиции ультразвука выбираются следующие: характер излучения (импульсно-волновое или непрерывно-волновое), частота, мощность, Isata, Ispta, P, фокусированность излучения (фокусированное или нефокусированное поле), длительность экспозиции.
Если в качестве источника излучения в эксперименте используется ультразвуковая диагностическая система, ее параметры излучения трудно изменять и сложно измерить. Большинство выходных параметров системы фиксированы, и только время экспозиции можно изменять. Задача упрощается, если для эксперимента используется специально сконструированная система излучения.
Весьма важно иметь возможность изменять параметры экспозиции, так как только в этом случае можно реализовать дозиметрический подход.
Что следует понимать под дозой? Довольно трудно корректно определить время экспозиции в процессе диагностики. Ведь ультразвуковой луч, как правило, быстро перемещается в процессе сканирования зоны обзора, и, кроме того, датчик также перемещается по телу. В таких условиях дозу ультразвукового излучения трудно оценить количественно. Далее, не всегда просто определить, насколько соответствуют выходные параметры диагностической системы параметрам, характеризующим дозу ультразвукового излучения.
Например, интенсивность Ispta оценивается в интервале времени порядка 106с, в то время как Isata, хотя имеет существенно меньшую величину, оценивается более протяженном интервале времени. Приемлемая доза для первой из этих величин существенно меньше, чем для второй, с учетом того, как эта доза определяется.
Дозиметрический подход необходим по следующим важным причинам: а) он позволяет экстраполировать результаты экспериментальных исследований на диагностические ультразвуковые системы; б) он обеспечивает фундаментальную основу для оценки биофизического механизма, определяющего оцениваемые эффекты (например, обусловлены они нагревом, кавитацией или другими причинами).
Для получения измеряемых и повторяющихся биологических эффектов при экспериментальных исследованиях применяемые дозы должны быть значительно выше, чем те, которые используются в диагностике. Указанные высокие дозы меняются в процессе исследований для того, чтобы оценить зависимости эффектов от дозы. Таким образом, экстраполяция результатов применительно к более низким дозам от диагностических систем осуществляется на научной основе.
Можно рассмотреть два случая. В первом из них в процессе экстраполяции результатов при снижении дозы до нуля эффект также снижается соответственно до нуля или до нормы. В этом случае можно говорить о непороговом эффекте. В другом случае результирующий эффект может стать нулевым (или прийти к норме), в то время как доза еще не снизилась до нуля. Здесь мы имеем дело с пороговым эффектом. В первом случае можно приближенно оценивать с помощью экстраполяции возможный эффект при дозах, создаваемых диагностическим прибором. Во втором случае оценка будет зависеть от того, где находится порог.
