Tanı amaçlı ultrasonun ilk kullanımından bu yana ultrasona maruz kalmaktan kaynaklanan olası insan biyolojisi etkileri çeşitli bilimsel ve tıbbi kurumlar tarafından araştırılmıştır. Ekim 1987’de American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM) (Amerikan Tıbbi Ultrason Enstitüsü), Biyolojik Etkiler Komitesi tarafından hazırlanan, ultrasona maruz kalmanın olası etkileriyle ilgili mevcut verilerin gözden geçirildiği, zaman zaman Stowe Raporu olarak başvurulan bir raporu onayladı ("Bioeffects Considerations for the Safety of Diagnostic Ultrasound." Journal of Ultrasound in Medicine, Vol. 7, No. 9 Supplement, September 1988). 28 Ocak 1993 tarihli başka bir rapor “Bioeffects and Safety of Diagnostic Ultrasound”, daha güncel bilgiler vermektedir.
Bu sistemin akustik çıkışı, IEC 62359: Ultrasonics - Field Characterization - Test Methods for the Determination of Thermal and Mechanical Indices Related to Medical Diagnostic Ultrasonic Fields ve Haziran 2019 FDA belgesi "Marketing Clearance of Diagnostic Ultrasound Systems and Transducers"a uygun olarak ölçülür ve hesaplanır.
Doğal Durumunda, Oranı Azaltılmış ve Su Değeri Yoğunlukları
Tüm yoğunluk parametreleri suda ölçülmüştür. Su çok küçük akustik enerjiyi soğurduğundan, bu su ölçümleri en kötü durum değerlerini göstermektedir. Biyolojik doku akustik enerjiyi soğurur.
Her noktadaki doğru yoğunluk değeri doku türü ve miktarına ve dokudan geçen ultrason
4535 620 20531 A/795 * OCA 2020
In Situ =Su [e-0,23 alf] Burada:
Değişken Değer
Doğal Durumunda Doğal Durumunda yoğunluk değeri
Su Su değeri yoğunluğu
e 2.7183
a Azalma faktörü
Doku a(dB/cm-MHz)
Amniyotik Sıvı 0.006
Beyin 0.53
Kalp 0.66
Böbrek 0.79
Karaciğer 0.43
Kas 0.55
l Ölçme derinliği veri girişi (cm)
f Prob/sistem/mod birleşiminin merkez frekansı (MHz)
Muayene esnasındaki ultrasonik yolun değişen doku uzunlukları ve türlerinden geçme olasılığından dolayı, doğru doğal durumunda yoğunluğunu tahmin etmek zordur. Genel raporlama amaçları için 0,3’lük bir zayıflama faktörü kullanılır; onun için yaygın olarak rapor edilen Doğal Durumunda değeri şu formülü kullanır:
In Situ düşürülmüş = Su [e-0,069 alf]
Bu değer gerçek doğal durumunda yoğunluk olmadığından dolayı, “oranı azaltılmış” terimi kullanılır.
Güvenlik Biyolojik Güvenlik
4535 620 20531 A/795 * OCA 2020
0,3 dB/cm-MHz katsayısı kullanan ölçümleri esas alan suyun matematiksel oran azaltımı, homojen 0,3 dB/cm-MHz dokuda ölçülebilecek değerden daha düşük akustik maruziyet değerleri verebilir. Doğrusal yayılmayan akustik enerji dalga biçimleri, tüm dokudaki mevcut zayıflamanın doğrusal olmayan etkilerin gelişmesini azalttığı dokudan daha fazla bozulma, doygunluk ve soğurma gördüğünden bu doğrudur.
Aynı çalışma koşullarında her zaman maksimum oranı azaltılmış ve maksimum su değerleri oluşmaz; onun için rapor edilen maksimum su ve oranı azaltılmış değerlerin Doğal Durumunda (oranı azaltılmış) formülüyle ilgisi olmayabilir. Örneğin: Maksimum su değer yoğunlukları en derin bölgesinde olan bir çok bölgeli dizi probunun en yüksek düşürülmüş yoğunluğu en sığ odak noktalarından birinde olabilir.
Doku Modelleri ve Ekipman İncelemesi Hakkında Sonuçlar
Doku modelleri, doğal durumunda zayıflama ve akustik seviyelerini suda yapılan akustik çıkış ölçümlerinden tahmin etmek için gereklidir. Şu anda, tanı amaçlı ultrasona maruz kalma esnasında doku yollarının değişmesinden ve yumuşak dokuların akustik özelliklerindeki belirsizliklerden dolayı eldeki modeller doğruluklarında sınırlı olabilirler. Suda yapılan ölçümlerdeki tüm durumlarda maruz kalmaları tahmin etmek için tek doku modeli yeterli değildir ve belirli uygulamaların maruz kalma değerlendirmelerini yapmak için bu modellerin sürekli olarak iyileştirilmesi ve doğrulanması gereklidir.
Maruziyet düzeylerini tahmin ederken, ışın yolu boyunca 0,3 dB/cm-MHz'lik bir zayıflama katsayısı olan homojen bir doku modeli varsayılır. Yumuşak dokunun zayıflama katsayısı genellikle 0,3 dB/cm-MHz’den daha yüksek olduğundan dolayı, prob ve ilgilenilen alan
arasındaki yol tamamen yumuşak dokudan oluştuğunda, in situ akustik maruziyeti daha yüksek tahmin ettiği için model konservatiftir. Batın içinden geçerek taranan birçok ilk ve ikinci üç aylık hamileliklerde olduğu gibi, yol önemli miktarda sıvı içeriyorsa, bu model doğal durumunda akustik maruz kalmaları daha düşük tahmin eder. Daha düşük tahmin miktarı özel duruma bağlıdır. Örneğin, ışın yolu 3 cm'den uzun ve yayılma ortamı baskın olarak sıvı iken
(transabdominal OB taramaları sırasında olabilecek koşullar), düşürme katsayısı için daha doğru bir değer 0,1 dB/cm-MHz'dir.
4535 620 20531 A/795 * OCA 2020
Yumuşak doku kalınlığının sabit tutulduğu sabit yollu doku modelleri, ışın yolu 3 cm’den daha uzun olduğunda ve çoğunlukla sıvıdan oluştuğunda, bazen doğal durumunda akustik maruz kalmaları tahmin etmek için kullanılır. Bu model transabdominal taramalarda fetüsün maksimum maruziyetini tahmin etmek için kullanılırken, tüm trimestreler sırasında 1 dB/cm-MHz’lik bir değer kullanılabilir.
Tanı amaçlı ultrason aygıtlarının maksimum akustik çıkış seviyeleri geniş değer aralığına yayılır:
• 1990 donanım modelleri anketi en yüksek çıkış ayarlarında 0,1 ve 1 arasında mekanik indeks (MI) değerlerini verdi. Şu anki mevcut donanım için yaklaşık olarak 2 maksimum MI
değerinin oluştuğu biliniyor. Maksimum MI değerleri gerçek zamanlı 2B, M-mode, PW Doppler ve Color flow görüntüleme için benzerdir.
• Batın içinden geçilerek yapılan taramalar esnasında ısı yükselme üst sınırlarının hesaplanan tahminleri 1988 ve 1990 PW Doppler donanımı anketinden alınmıştır. Cihazların çoğu, birinci trimestre fetal doku ve ikinci trimestre fetal kemikte maruz kalma için sırasıyla 1°C ve 4°C'nin altında üst sınırlar vermiştir. Elde edilen en yüksek değerler, birinci trimestre fetal doku için yaklaşık 1,5°C ve ikinci trimestre fetal kemik için 7°C idi. Burada verilen tahmini maksimum sıcaklık yükselmeleri bir "sabit yol" doku modeli ve Ispta (oranı azaltılmış) değerleri 500 mW/cm2'den daha yüksek olan cihazlar içindir. Fetal kemik ve dokusunun ısı yükselmeleri "Bioeffects and Safety of Diagnostic Ultrasound" (AIUM Raporu, 28 Ocak 1993) belgesindeki 4.3.2.1 – 4.3.2.6 bölümlerinde verilen hesaplama prosedürlerine göre
hesaplanır.