روش55- اولتراسوند
امواج صوتي؛ ماهيت، طرزكار و مبدل ها
واژه اولتراسوند (Ultrasound) يا فراصوت به امواج مكانيكي گفته مي شود كه فركانس آنها بالاتر از حد شنوايي انسان باشد، گوش انسان قادر است امواج بينKHZ20HZ-20 را بشنود. فركانسهايي كه در سونوگرافي مورد استفاده قرار ميگيرند بين 1 تا 15 مگاهرتز قرار دارند. انتخاب فركانس در سونوگرافي با در نظر گرفتن قابليت تفكيك و عمق نفوذ موج صوتي در بافت انجام مي گيرد. اين امواج با ايجاد آشفتگي در محيطهاي مادي حركت مي كنند. در حركت يا گسيل موج مكانيكي، ماده منتقل نمي شود.
سرعت موج ( صوتي يا فرا صوتي ) در بافتهاي نرم تقريبا به هم نزديك است در حالي كه سرعت در استخوان بسيار زيادتر است. اين سرعت انتقال براي برخي از مواد حياتي در جدول ( 1 ) ارائه شده است.
پراكندگي صوت(scattering)
هرگاه ابعاد حد فاصل مشابه يا كوچكتر از طول موج بوده يا سطح حد فاصل صاف و يكنواخت نباشد و نامنظميهاي سطحي ابعادي مشابه يا بزرگتر از طول موج داشته باشند ، موج برخوردكننده پراكنده خواهد شد كه به مفهوم پخش امواج در جهات مختلف به دليل نامنظمي سطح يا ناهمگني محيط است.خون چنين محيطي است و وجود ذرات معلق در آن ، محيطي ناهمگن ايجاد مي كند.
تصاوير در اولتراسوند
امواج اولتراسوند از طريق ترانسديوسر به درون بدن فرستاده مي شود و اكوي بازگشت شده مورد تحقيق و آناليز قرار ميگيرد.
1-به دليل وجود اختلاف در سرعت انتشار امواج، در پوست و هوا تقريبا تمامي انرژي صوت بازتاب مييابد. بنابراين، ميبايست در فاصله ترانسديوسر و پوست هيچگونه خلا وجود نداشته باشد. براي برطرف كردن اين مشكل مي توان از ژل استفاده كرد كه واسط مناسبي براي ترانسديوسر و پوست بدن است.
2- زماني كه امواج صوت به جسمي سخت مانند استخوان، تركيبات كلسيمي، سنگ و . . . برخورد مي كند، به دليل اختلاف نسوج تقريبا تمامي انرژي موج ارسالي منعكس ميشود ، بدين ترتيب در پشت نسوج شديدا سايه ايجاد ميشود.
3-بهترين اكو زماني حاصل مي شود كه امواج صوتي عمود يا با 12 انحراف بر شي بتابد، كه در اين حالت بيشترين بازتاب را خواهيم داشت.
4- پراكندگي امواج، به خصوص در زمان برخورد با سيالات ( مانند خون ) هيچ بازگشتي نخواهد داشت، به همين دليل رگ ها در تصاوير اولتراسوند سياهرنگ نمايش داده ميشوند.
5- امواج صوتي، در برخي از اعضاي بدن كه در عمق بيشتري قرار دارند، بازتاب ضعيف تري خواهند داشت. زيرا امواج در حين عبور از لايه ها و نسوج بدن تضعيف ميشوند.
6- عمق نفوذ و كيفيت تصوير بستگي به فركانس موج صوتي دارد. به طور كلي، ترانسديوسرهاي با فركانس بالا، قدرت تفكيك خوبي براي تصاوير دارند، اما قدرت نفوذ آنها كم است. حال آنكه در ترانسديوسري با فركانس پايين، كيفيت تصوير پايين آمده و لي عمق نفوذ بيشتر خواهد شد.
انتخاب نوع ترانسديوسر
انتخاب ترانسديوسر مناسب، براي آزمايش سونوگرافي مشروط بر سه فاكتور است:
الف) ميدان ديد
ب) عمق ساختمان مورد آزمايش
ج) خصوصيات ساختمان هاي ماكروسكوپيك
براساس ورودي هاي مختلف و ميدان ديد متفاوت مي توان ترانسديوسرها را به انواع زير تقسيم بندي كرد:
1- ترانسديوسر خطي: اين نوع پروب ها چهارگوشه اي هستند؛ در نتيجه مورفولوژي ميدان ديد چهارگوشهاي است.
معمولا از تعداد زيادي كريستال (تا 400 عدد) كاملا مشابه ساخته شده اند و به طور الكترونيكي يكي پس از ديگري فعال مي شوند. براي اين كه بتوان خطوط ديد بيشماري را به دست آورد، بايد كريستال هاي خيلي كوچك به كار برد.
مزاياي پروب: محاسن ترانسديوسرهاي خطي عبارتند از : ميدان ديد وسيع ( كه به طول پروب بستگي دارد )، فوكاليزاسيون ديناميكي كه تفكيك خوبي حتي در سطوح سطحي ارائه مي دهد، شرايط بسيار مناسب براي بيماران لاغر و مطالعه ساختمانها و مكانهاي سطحي.
معايب اين پروب: از مشكلات اين پروب، بزرگي آن است، كه در بعضي نواحي آناتوميك مشكل آفرين است، خصوصا در فضاهاي بين دنده اي(Intercostal) و ناحيه اپيگاستريك ( در بيماراني كه زاويه Xiphoidآن ها كوچك است .) علاوه بر آن، به دليل وسعت سطح تماس پروب با بدن، رد نكردن قوس هاي روده اي موجود بين پوست و فضاي مورد نظر، از مشكلات پروب است.
شکل1) تقابل بين بافت و پرتو
2- ترانسديوسر كانوكس (Convex): نوع متغيري از ترانسديوسر خطي است. سراميك هاي پيزوالكتريك به شكل محدب چيده شده اند و امواج صوتي به طور شعاعي از ميدان ژئومتري خارج مي شود.
محاسن پروب: آنچه در مورد پروب هاي خطي و ( Sector ورودي كوچك امواج، فوكاليزاسيون ديناميكي، وسعت بيشتر در سطوح سطحي ) بيان شد، در اين مورد نيز صدق مي كند.
معايب پروب: از دست دادن قدرت تفكيك جانبي در قسمت هاي سطحي تر ميدان ديد .
3- ترانسديوسر درون حفرهاي: براي بررسي بعضي از حفره هاي داخلي بدن استفاده مي شود.
تهيه تصاوير اولتراسوند از بدن
در تشخيص پزشكي بيشتر از دستگاه هاي پالس-اكو استفاده مي شود.اساس كار اين دستگاهها به اين صورت است كه ترانسديوسر در يك زمان بسيار كوتاه (حدود ميكرو ثانيه) يك پالس صوتي به طرف بدن (عضو مورد نظر) مي فرستد.اين پالس با سرعت صوت مربوط به آن محيط پيش ميرود. در سطوح مرزي بافتها كه امپدانس متفاوتي دارند، قسمتي از بافت بازتاب يافته و به سمت ترانسديوسر باز ميشود. ترانسديوسر اين پالس را دريافت كرده و به يك تقويت كننده ميفرستد تا پس از تقويت و پردازشهاي لازم، نمايش داده شود.
به منظور يافتن اطلاعات تشخيصي به كمك اولتراسوند ، روش هاي تصويربرداري متفاوتي وجود دارد كه درادامه به آن اشاره مي شود :
اسكن- A.Scan) A )
"A.Scan" مخفف واژه Amplitude Scan است كه ساده ترين نوع نمايشي اولتراسوند است و با دامنه اكوهاي بازگشتي سروكار دارد. در اين روش دامنه امواج بازتابي به عنوان يك مقياس ضبط مي شود و سپس تصاوير به صورت يك بعدي نمايش داده مي شوند.در اسكن A كه براي يافتن اطلاعات تشخيصي اعماق ساختارها (بافت ها) در بدن به كار مي رود ، پالس هاي اولتراسوند را به داخل بدن فرستاده و زمان لازم براي بازتاب ها از سطوح گوناگون درون آن اندازه گرفته مي شود.از آن جا كه سرعت امواج ماوراصوتي در مايعات و بافت هاي بدن يكسان است ،اين زمان متناسب با فاصله بافتي است كه اين بازتاب از آن برمي گردد.به عبارتي فاصله زماني بين فرستادن و آشكار ساختن يك پالس صوتي با فاصله بين ترانسديوسر و بافت موردنظر متناسب است. ولي اين فاصله دو برابر فاصله بين ترانسديوسر و بافت است(رفت و برگشت.)
اسكن- B.Scan) B )
به منظور تهيه تصاوير ماورا صوتي دو بعدي از بافت هاي بدن ، از اسكن B استفاده ميشود. به طور ساده منظور از مدB نمايش روشنايي بازتاب ها است. سيگنال هاي بازتاب شده در اسكن B روي مانيتور به صورت نقاط روشن نمايش داده مي شوند.در تهيه تصاوير ماورا صوتي با روش اسكن B دو فرض در مورد مكان بافت ها (بازتاب ها) در نظر گرفته مي شود:
1) بازتاب ها از امتداد محور ترانسديوسر(امتداد پرتو تابشي) به ترانسديوسر باز ميشوند.
2) زمان بين ارسال پالس و دريافت بازتاب آن با فاصله بين مانع و ترانسديوسر نسبت مستقيم دارد.
اصول اوليه اسكن B با اسكنA يكي است.در واقع اسكن B مجموعه اي از اسكن هاي A بوده كه در آن دامنهها به نقاط روشن تبديل شدهاند.در اين مد وجود نقطه روشن ، نشان دهنده Interface ، شدت روشنايي نقطه روشن بيان كننده درصد انعكاس و نوع بافت و مكان نقطه روشن ، عمق بافت است.
مد- M
براي اندازه گيري سرعت ساختارها در بدن به كمك ماورا صوت از دو روش مد M و مد داپلر استفاده مي شود،مد M براي اندازه گيري سرعت عضوهايي مثل قلب و دريچه هاي آن ، معده استفاده مي شود در حالي كه مد داپلر بيشتر براي اندازه گيري سرعت سيالات بدن مانند خون و صفرا به كار مي رود. اين مد براي نمايش حركت نيز استفاده مي شود و ترانسديوسر به طور ثابت روي عضو مورد نظر كه در حال حركت يا نوسان است ، قرار مي گيرد.سپس يك پالس ماوراصوتي در مدت حدود يك تا پنج ميكروثانيه به طرف عضو فرستاده شده و ترانسديوسر براي مدت حدود 300 ميكروثانيه (بستگي به عمق مورد مطالعه دارد) براي دريافت بازتاب ها به عنوان گيرنده عمل مي كند. از آنجا كه سرعت صوت در بافت بسيار بيشتر از سرعت عضو است(سرعت اكثراعضا متحرك بدن كمتر از m/s1 است)،لذا موقعيت عضو و بافت هاي تشكيل دهنده آن در مدت زماني كه پالس ارسال و بازتاب هاي آن دريافت مي شود ساكن خواهد بود.پس ازدريافت بازتاب ها ، كه به صورت پالس هاي مد A است ، اين پالسها بسته به شدت به نقاط روشن تبديل شده وروي اسيلوسكوپ به صورت عمودي نمايش داده ميشوند. پس از دريافت بازتابهاي مربوط به اولين پالس، ترانسديوسر دومين پالس را مشابه پالس اول مي فرستد.از آن جا كه موقعيت بافت هنگام ارسال پالس دوم مقدار بسيار ناچيزي نسبت به موقعيت آن هنگام ارسال پالس اول تغيير كرده است ، لذا موقعيت بازتاب ها و در نتيجه موقعيت نقاط روشن روي اسيلوسكوپ نيز در امتداد عمودي صفحه اسيلوسكوپ ، مقدار بسيار ناچيزي نسبت به نقاط روشن حاصل از بازتاب هاي پالس اول تغيير خواهد كرد.براي آن كه نقاط روشن حاصل ازبازتاب هاي اين دو پالس و پالس هاي بعدي روي هم نيفتند بايد يك ولتاژ جاروكننده به صفحات قائم اسيلوسكوپ اعمال كرد تا باريكه هاي الكترون را روي صفحه اسيلوسكوپ ، در امتداد افقي جارو كند.فركانس اين ولتاژ تعيين كننده مقياس زماني روي محور افقي است (T=1/F )براي به دست آوردن تصاوير Real time از حركت عضو ، معمولا تعداد 1000 پالس در ثانيه به طرف عضو ارسال و بازتاب هاي هركدام به صورت نقاط روشن روي اسيلوسكوپ نشان داده مي شود.اين روش تهيه تصوير را مد M مينامند.به عبارتي اسكن M مجموعه اي از خطوط اسكن هاي B ساكن است كه طي زمان روي صفحه اسيلوسكوپ به وجود مي آيد.
روش D يا مد داپلر
تنها روش تصويربرداري سونوگرافي كه تهيه تصوير در آن برپايه اختلاف فركانس بين پالس ارسالي و دريافتي است ، روش داپلر است.در مد داپلر، ترانسديوسر يك موج ماوراصوتي با فركانس 0F به سمت گلبول درون يك رگ ميفرستد.
سيستم هايDuplex
در سيستمهاي داپلر پالسي ، تعيين محل حجم نمونه در بافت بدون اطلاع از ساختارهايي كه حجم نمونه را در برگرفته اند ، امكان پذير نيست.به همين دليل براي مشاهده و بررسي حجم نمونه ، به طور همزمان از تركيب تصاوير اسكن B و روش داپلر استفاده ميشود.اسكنرهايي كه چنين تركيبي از دو روش را ممكن مي سازند ، اسكنرهاي دوپلكس نام دارند.در اين اسكنرها به منظور انتخاب درست محل حجم نمونه ، هنگامي كه نخستين تصوير B در بافت موردنظر براي بررسي داپلر مشاهده شد ، ترانسديوسر ثابت نگه داشته شده و تصوير freeze مي شود. سپس پرتو ماورا صوتي حاصل از ترانسديوسر داپلر ، به كمك خطي كه روي مانيتور امتداد پرتو نشان داده مي شود، روي حجم نمونه تنظيم وتاخيرات زماني لازم براي بررسي حجم نمونه به دستگاه داده مي شود. سپس اسكنر از حالت freeze خارج و ترانسديوسر تصوير B و ترانسديوسر داپلر به طور متناوب اسكن را انجام ميدهند.سيگنالهاي جا به جا شده داپلر راكه هر حجم نمونه به ترانسديوسر مي رسند، ميتوان بر حسب مقدار جابه جايي ، فركانس (سرعت گلبول ها) به صورت نقاط رنگي روي مانيتور و در ناحيه حجم نمونه نشان داد.اين اساس اسكنرهاي دوپلكس رنگي است.بافت هايي كه به سمت ترانسديوسر حركت مي كنند(جابه جايي داپلر مثبت) به صورت مقياس رنگي قرمز و آن هايي كه از ترانسديوسر دور ميشوند ، (جا به جايي داپلر منفي) به صورت مقياس رنگ آبي نمايش داده مي شوند.تصوير نواحي غير از ناحيه حجم نمونه به صورت مقياس خاكستري نمايش داده مي شوند.
1- تشخيص بيماريهاي چشم با امواج فراصوتي يا سونوگرافي چشم
در سونوگرافي چشم بسته به اطلاعات مورد نياز گاهي از اسكنA و گاهي از اسكنB دو بعدي استفاده مي شود. براي تشخيص بيماريهاي چشم از قبيل وجود اجسام خارجي داخل كره چشم، تومورهاي كروئيدي، تومورهاي عصبي، خونريزي هاي شبكيه، جدا شدن شبكيه ميتوان از امواج اولتراسوند استفاده كرد.
2- تشخيص تومورهاي سينه با امواج اولتراسوند (سونوگرافي سينه )
تشخيص تومورهاي سينه با امواج اولتراسوند بيشتر به روش اسكنB صورت مي گيرد. در اين روش (اگر در شرايط مناسب انجام شود ) نه تنها به وجود تومور پي برده مي شود بلكه امكان تشخيص نوع تومور نيز وجود دارد.
3- سونوگرافي در بيماريهاي زنان (Gynecology)
روشهاي تشخيص اولتراسوند به طور روزمره در رشته هاي مامايي و زنان به كار گرفته مي شود. در بيماريهاي زنان سونوگرافي مي تواند بارداري را به راحتي در هفته پنجم تشخيص دهد. سونوگرافي در بيماريهاي زنان اطلاعاتي درباره ناهنجاريهاي رحم نيز به دست ميدهد. اطلاعات حاصل از سونوگرافي درباره اندازه، محل و تغيير جنين يا زمان زايمانهاي طبيعي و حالت هاي پاتولوژيك مانند خونريزي هاي غيرعادي و احتمال سقط بسيار با ارزش است. تخمين سن جنين با اندازه گيري قطر سر جنين بين دو استخوان آهيانه و بررسي نرمال بودن خط وسط مغز از اهميت زيادي برخوردار است.
اندازه گيري فاصله دو استخوان آهيانه نه تنها براي تعيين ميزان رشد جنين مفيد است ( به ويژه بين هشتمين و سي امين هفته بارداري ) بلكه ممكن است نشان دهنده آهنگ كند رشد جنين باشد كه مفهوم ضمني آن مي تواند تهديدي براي جنين از ديد نامناسب بودن تغذيه يا به زبان ديگر نارسايي جفت و حتي نمايش احتمال مرگ داخل رحمي باشد. محل جفت را مي توان با سونوگرافي از هفته چهارم به بعد احتمالا تعيين كرد.
4- تشخيص بيماريهاي كبدي با فراصوت
در تشخيص بيماريهاي كبد معمولا از جمع آوري اطلاعات گوناگون مانند گزارش باليني، بيوشيمي، اسكن ايزوتومي و . . . استفاده مي شود. سونوگرافي نيز كمك قابل توجهي در تشخيص است. اسكن فراصوتي در تشخيص كيستها و آبسههاي كبدي ارزش زيادي دارد ولي در بيماريهايي مانند سيروز كبدي (Hepatic Cirrhosis) يا وجود تومورهاي متعدد ثانوي كبد از ارزش كمتري برخوردار است.
سونوگرافي در بررسي بيماريهاي گوش، غدد ترشحه داخلي، كيسه صفرا، مجاري صفراوي،پانكراس، حنجره و تارهاي صوتي، حفره جنبي، مجاري ادراري، سيستم عروقي و دندانها نيز مورد استفاده قرار مي گيرد. برخي از اين بررسي ها در مرحله پژوهش و برخي ديگر مانند بيماريهاي كليه و مجاري صفراوي كاربرد روزمره كلينيكي دارند.
5- دندان پزشكي و فراصوت
در كارهاي تشخيصي دندانپزشكي از فراصوت با روش پالس اكو براي اندازه گيري ضخامت بافت نرم در حفره هاي دهاني استفاده مي شود.
اثرات بيولوژيك
در شدت هاي زياد و زمان هاي پرتودهي طولاني ، ماوراصوت قادر به ايجاد ضايعات بيولوژيك در بافتها است.اين ضايعات بسته به ميزان پرتودهي مي تواند ناشي از افزايش دما يا اثر مستقيم پرتو روي بافت ها باشد.اين ضايعات به سه دسته تقسيم مي شوند :
1) ضايعات حرارتي: دراثر عبور صوت از بافت ، ذرات بافت شروع به ارتعاش حول وضعيت تعادل خود مي كنند.دامنه اين ارتعاشات ، به دليل اصطكاك كاهش يافته و در نتيجه انرژي صوت از اين طريق به گرما تبديل مي شود.مقدار اين حرارت بستگي به توان ماوراصوت دارد.براي پرتوهاي با توان كم ، اين حرارت ناچيز بوده و معمولا توسط سيستم گردش خون از بافت دور مي شود. بنابراين در دستگاه هاي سونوگرافي تشخيصي ، امكان آسيب ديدن بافت ها از نظر حرارتي وجود ندارد.ولي دستگاه هاي ماوراصوتي درماني با شدت پيوسته حدود 2mW/cm 1000 قادرند حرارت زيادي تاحد سوختگي شديد در بافت ايجاد كنند.
2) ضايعات مكانيكي: تمام مايعات شامل مقدار زيادي حبابهاي گازي محلول در خود هستند. هنگام عبور پرتوهاي ماوراصوتي با شدت زياد(حدود 2w/cm 1) از مايع ارتعاشات مكانيكي در آن ايجاد و اين خود موجب توليد نواحي با فشار كم و زياد در مايع مي كند.حباب هاي گازي محلول درمايع تحت چنين شرايطي بين نواحي فشار كم و زياد شروع به نوسان ميكنند.اين پديده حفرهسازي ناميده ميشود. چون حبابهاي حفرهاي همزمان با نوسانات صوت متراكم و منبسط مي شوند(هم فازند) ، بنابراين حفره سازي هنگامي كه اندازه حباب ها قابل مقايسه با اندازه طول موج ماورا صوت شود تشديد شده و دامنه نوسانات حباب ها بسيار زياد (چندين مرتبه بزرگ تر از دامنه نوسانات پرتو ماورا صوت) مي شود. حباب هاي حفره اي با چنين دامنههاي ارتعاشي ميتوانند موجب فروريختگي در ساختارهاي بيولوژيك مايع شوند. در شدتهاي نه چندان زياد حفره سازي قادر است تنش هايي را به غشا ياختهها وساختارهاي بيولوژيك بزرگ وارد كند.در شدتهاي بالاتر اين فروريختگي مي تواند موجب نابودي غشا ياختهها يا كروموزومها شود. اين اثرات تاكنون در سونوگرافي تشخيصي گزارش نشدهاند. ضايعات مكانيكي مي تواند به طور مستقيم و بدون اثر حفره ايجاد شوند.در اين حالت بافت در اثر برخورد مستقيم پرتو از مكان اوليه خود ، شديدا جا به جا شده و شتاب مي گيرد.اين اثر مي تواند باعث ضايعات بيولوژيك شود.
3) ضايعات شيميايي: پرتو هاي ماورا صوتي با شدت نسبتا زياد ممكن است از طريق واكنشهاي اكسيداسيون ، احيا و تجزيه در مولكول هاي بزرگ محلول در آب ، ايجاد ضايعات بيولوژيك كنند.اين ضايعات بيشتر ناشي از ايجاد عامل هاي HوOH است كه در صورت شكستن مولكول آب ايجاد شده و تشكيل ماده سمي 2O2H را مي دهند.وجود اين ماده مي تواند باعث شكستگي در دو بازوي DNA شود.چنين اثراتي كه در شدت هاي حدود 2w/cm 1 و فركانس هاي بينMHZ 4 - 25/0 مشاهده شده اند، ولي در سونوگرافي تشخيصي تاكنون مشاهده نشدهاند. زيرا منشا واكنشهاي اكسيداسيون، احيا و تجزيه در مولكول هاي بزرگ ممكن است حفره سازي باشد، بنابراين ضايعات مكانيكي و شيميايي را ناشي از اثرات حفره سازي مي دانند.
هايفو؛ تكنيكي جديد و قدري شديد
پيشينه كاربرد فوق صوت در پزشكي، با اندازه گيري مسافت توسط امواج فوق صوت در زير آب شروع مي شود. كشف خاصيت پيزوالكتريك در بعضي از كريستال ها انقلابي در روشهاي صوتي-انعكاسي فركانس بالا به شمار مي رود. كاربرد انرژي فوق صوت درپزشكي در زمينه درمان با استفاده ازاثرات گرمايي انرژي فوق صوت آغاز شد.دانشمندان با مطالعاتي كه در زمينه سيستم اعصاب مركزي انسان انجام دادند دريافتند كه انرژي فوق صوت مي تواند به ميزان زياد در يك حجم كوچك متمركز شود و وسيله خوبي براي ايجاد تغييرات غير تهاجمي در بافت سلولي است.بعدها روشها و تجهيزات جراحي با استفاده از انرژي فوق صوت ابداع شد و تعداد زيادي عمل برروي مغز حيوانات و سپس برروي مغز انسان ها كه داراي بيماري هايي نظير هاپيركينيتك و ديتونيك (شامل پاركينسون) بودند با موفقيت انجام شد.
هايفو چيست؟
هايفو (HIFU) يا انرژي "فوق صوت متمركز با شدت زياد(Ultrasound Focused Intensity High) " تكنولوژي جديدي است كه از امواج فوق صوت همگرا با شدت زياد براي توليد گرما استفاده مي كند. اين امواج توسط مبدل هاي صوتي پرقدرت (Transducer) توليد ميشوند.
استفاده از تكنيك ( HIFUامواج متمركز و تقويت شده اولتراسوند) يك پديده جديد پزشكي است كه در آن با استفاده از تكنولوژي زيستي تحول عظيمي در پزشكي و خصوصا جراحي به وجود مي آيد. دستگاه HIFU داراي يك مبدل مقعر فرا صوت است كه امواج فراصوت را توليد و متمركز مي سازد. امواج متمركز شده در ناحيه كانوني از انرژي بسيار بالايي برخوردار هستند و توسط يك پروب، بافت مورد نظر را احاطه كرده و دما را در مدت بسيار كوتاه بالا مي برند، به گونه اي كه موجب نكروز بافتي يا بسته شدن مجراي عروق در حال خونريزي مي شوند.
از اين روش مي توان در متوقف كردن خونريزي هاي داخلي مانند خونريزي كبد يا از بين بردن تومورهاي خوش خيم و بد خيم استفاده كرد. با نكروز كردن بافت سرطاني مورد نظر توسط HIFU در پروستات، كبد، مثانه، كليه، رحم و طحال مي توان بدون عوارض ناشي از جراحي مثل خونريزي، عفونت يا چسبندگي محل عمل و عوارض ناشي از بيهوشي بدون امكان عود مجدد از بين ميرود و بيمار به سرعت دوران نقاهت و بهبودي را طي مي كند.
هايفو از نظر بهره گيري از تمركزامواج براي تاثير گذاري برروي بافت سلولي مشابه ليزراست اما تفاوت اساسي هايفو و ليزر در موقعيت دقيق نقطه تمركز انرژي نسبت به منبع آن است. نور ليزر دقيقا در محل مولدآن به صورت هم فاز با طول موج هاي تقريبي بين 4/0تا 1 ميكرون به صورت متمركز توليد مي شود و از نقطه خروج از منبع، انرژي متمركز ليزر قابل استفاده است. حال آن كه درتوليد هايفو از امواج فوق صوت با فركانس بين 1 تا10 مگاهرتز استفاده شده كه اين امواج از چند منبع فوق صوت فركانس بالا ساطع و در نقطه اي دور از اين منابع متمركز مي شوند.
انرژي هايفو برتري مهمي نسبت به ليزر دارد. اين انرژي مي تواند از ميان بافت هاي سالم عبور كرده و بر روي بافت ناسالم (هدف) متمركز و با ايجاد حرارت آن را به صورت موضعي منهدم كند. در اين روش هايفو تاثيري بر روي بافت هاي جانبي يا بافتهاي در طول مسير خود تا نقطه تمركز ندارد و تنها بافت ناسالم را از بين مي برد. حال آنكه ليزر هر بافتي را كه بر سر راهش باشد تحت تاثير قرار مي دهد. تاثير هايفو بر روي بافت سلولي تابعي از فركانس فوق صوت و غلظت انرژي است. با كنترل غلظت انرژي هايفو مي توان نظير ليزر اعمالي چون برش، سوزاندن، تبخير، گرم كردن، انعقاد، فعال سازي نوري و خارج كردن عضو را انجام داد. بدين ترتيب تحت تاثير قرار دادن بافت هاي سلولي در عمق بدون صدمه به بافت هاي مياني و كناري كار برد مهم هايفو است.
شرايط بيمار براي عمل هايفو
تاييد متخصص بيهوشي جهت انجام بيهوشي نخاعي يا اپي دورال بر روي بيمار براي انجام عمل هايفو كافي است. ضمنا مصرف هيچ دارويي تعارض با انجام عمل هايفو ندارد. بيماراني كه قبلا تحت درمان هاي كم تهاجمي يا ساير روش هاي غير تهاجمي قرار گرفته اند و سرطان پروستات در آنان باز گشته باشد مي توانند درمان هايفو را دريافت كنند.
درمان هايفو به وسيله دستگاه Sonablate انجام مي شود. اين دستگاه به صورت همزمان وظيفه تابش انرژي فوق صوت متمركز با شدت زياد و تصوير برداري از پروستات را به عهده دارد. فركانس امواج فوق صوت در درمان و تصويربرداري 4 مگاهرتز است. علت اين انتخاب آن است كه تصوير برداري فوق صوت براي تشخيص مرز خارجي غدد بزرگ نظير پروستات و ترسيم دقيق حجم آن ها در فركانس 4 مگاهرتز بالاترين كيفيت را دارد.
نتايج درماني هايفو
روش هايفو در درمان سرطان پروستات در اروپا، ژاپن و ايالات متحده امريكا ، در صد موفقيت بالايي داشته است. اين ميزان موفقيت برابر يا حتي در دراز مدت بالاتر از عمل جراحي راديكال پروستاتكتومي بوده است. در عين حال هايفو عوارض بسيار كمتري نسبت به عمل جراحي دارد. هايفو در مقايسه با روش هاي درماني كم تهاجمي مانند براكي تراپي و راديوتراپي از موفقيت بسيار بالاتر و عوارض بسيار كمتري برخوردار است.
چه كساني نمي توانند از هايفو استفاده كنند؟
موارد عدم امكان استفاده از روش هايفو محدود و عبارتنداز:
* بيماراني كه بزرگي پروستات آنها بيش از 50 گرم باشد. در اين موارد با تزريقات دارويي هر 28 روز يك بار به تعداد 3 تا 5 تزريق، غده پروستات كوچك شده و سپس عمل هايفو امكان پذير مي شود.
*بيماراني كه رسوب بزرگ كلسيم در غده پروستات دارند. در اين موارد مي توان ابتدا با روش TURP اين رسوبات بزرگ را خارج كرده و سپس عمل هايفو را انجام داد.
*بيماراني كه دچار تنگي شديد در ناحيه مقعد هستند.
*بيماراني كه به لاتكس حساسيت دارند.
مزاياي روش هايفو
*عدم نياز به داشتن محيط استريل براي انجام هايفو
*بدون خون ريزي
*نتيجه خوب درماني
*عوارض بسيار كم
*نداشتن محدوديت سني
*مدت كوتاه بستري در بيمارستان
*روش كار ساده
*قابليت تكرار
مكانيزم درمان
تاثيرات اولتراسوند روي بافت سرطاني به صورت آثار گرمايي و كاويتاسيون آشكار مي شود.
در توضيح اثر گرمايي مي توان موارد زير را ذكر كرد :
انرژي كه يك موج اولترا سوند با خود حمل مي كند، با عبور از بافت تضعيف ميشود، اين تضعيف در اثر جذب آكوستيكي (صوتي) و پديده پخش (Scattering) است.جذب آكوستيكي باعث افزايش دما در بافت مي شود .گرچه عمل جذب80-60درصد كل تضعيف را تشكيل مي دهد و بقيه مربوط به پديده پخش است.
كاويتاسيون كه يكي از اثرات غير گرمايي اولتراسوند است تا حدودي پيچيده و غير قابل پيش بيني است، اما نتيجه آن مانند اثر گرمايي نكروز سلولي است. اولتراسوند موجب لرزش بافت شده و در ساختار سلول تراكم و انبساط ايجاد مي كند .در طول مدت انبساط در مايعات سلولي ، گاز مي تواند به صورت حباب هايي از محلول خارج شود.اين حباب ها پس از تشكيل يا به سرعت از بين مي روند ،يا بزرگ تر شده و باعث ايجاد فشارهاي مكانيكي و توليد دماي 2000تا 5000 درجه كلوين در محيط هاي ميكروسكوپي مي شوند.كاويتاسيون به عواملي مانند طول پالس فركانس و شدت وابسته است.
در دماي بالاتر از 56 درجه سانتي گراد(تنها به مدت 1ثانيه)در سلول ها سميت گرمايي اتفاق افتاده و باعث ايجاد نكروز انعقادي و مرگ سلولي بازگشت ناپذير در بافت مورد نظر ميشود.با كاهش زمان تابش، جريان خون توانايي كاهش دماي حجم كانوني گرم شده را ندارد .در شيوه هايپرترمي با HIFU در طول درمان، دما در حجم كانوني در تابش هاي كمتر از 3ثانيه به60تا80 درجه سانتيگراد مي رسدكه باعث مرگ سلولي موثر وچشمگيري در آن ناحيه مي شود.حجم بخش كانوني به صورت بيضوي با قطر mm 2-1و طول cm2-1در راستاي محور تابش است.
مشخصات فني دستگاه
تعداد زيادي از دستگاههاي HIFU در مطالعات آزمايشگاهي استفاده شده است اما تعداد كمي از اين دستگاه ها به صورت رايج استفاده كلينيكي دارند.دستگاه هايHIFU به دو دسته كلي تقسيم مي شوند :
1) خارج بدني (extracorporeal) و 2) داخل ركتومي . (transrectal)
دستگاه خارج بدني براي هدف قراردادن بسياري از اندام ها به كار رفته است . ايندستگاه ها اصولا فاصله كانوني بزرگ تري نسبت به دستگاه هاي ترانس ركتال دارند . به همين دليل معمولا ترانسديو سرهاي آنها ابعاد بزرگ تري دارند (به جز دستگاه هاي مورد استفاده در چشم پزشكي) و با فركانس پايين تر و شدت بالاتري نسبت به دستگاه هاي مشابه ترانس ركتال كار مي كنند به اين دليل كه با كاهش فركانس امواج اولتراسوند نفوذ پذيري آن بيشتر مي شود . دستگاه هاي ترانس ركتال براي درمان بيماري هاي پروستات به كار مي رود.
روش هايفو در درمان سرطان پروستات در اروپا، ژاپن و ايالات متحده امريكا ، در صد موفقيت بالايي داشته است. اين ميزان موفقيت برابر يا حتي در دراز مدت بالاتر از عمل جراحي راديكال پروستاتكتومي بوده است.
رديابي سرطان با اولتراسوند
سلول هاي سالم در بدن طي يك روند كنترل شده، به طور مداوم در حال تكثير، رشد و مرگ هستند. هنگامي كه رشد سلول از كنترل خارج مي شود آن سلول، سرطاني محسوب ميشود. چنين سلول هايي نسبت به سلول هاي سالم عمر طولاني تري دارند و سلول هاي غير عادي مشابه خود توليد مي كنند. رشد سلول هاي غير عادي تومور ناميده مي شود. سرطان پروستات هنگامي ايجاد مي شود كه سلول درون پروستات بهطور غير قابل كنترل رشد كند و تومورهاي كوچك را تشكيل دهد. اين تومورها و سلول هاي سرطاني مي توانند تنها در پروستات باشند يا از پروستات خارج شده و بافت هاي اطراف مثل غدد سمينال وزيكول، گردن مثانه، غدد لنفاوي لگن يا اعضاي دور دست مثل استخوان ها را در گير كنند. چون پروستات در ابتداي مجراي ادراري است، سرطان پروستات مي تواند باعث علائم ادراري شود.
پروستات چيست؟
پروستات غده اي به شكل شاه بلوط است كه دور تا دور ابتداي مجراي ادرار را در مردان احاطه كرده و اندازه آن تابع سن فرد است. در مردان جوان كوچكتر و با افزايش سن بهتدريج بزرگ مي شود. وزن متعارف پروستات 18 گرم و در سنين پائين تر تا 10 گرم كاهش مي يابد. طول متعارف پروستات 4 سانتيمتر، پهناي آن 3 سانتيمتر و عمق آن 2 سانتيمتر است.پروستات در زير مثانه و چسبيده به آن است و قسمت اول مجراي ادراري را تشكيل مي دهد.
علل بروز سرطان پروستات
*مهمترين عامل در بروز بيماري هاي پروستات سن است، احتمال بروز سرطان پروستات با افزايش سن بالا مي رود. شروع سرطان پروستات در دهه هاي سوم و چهارم عمر مردان است، اما علائم بيماري معمولا از سن 60 سالگي آشكار مي شود. مرگ و مير ناشي از سرطان پروستات بيشتر در سنين پس از 75 سالگي رخ مي دهد.
*دومين عامل، توارث است. اگر در وابستگان درجه يك بيمار، فردي مبتلا به سرطان پروستات باشد احتمال بروز سرطان پروستات به دو برابر افزايش مي يابد و اگر دو نفر مبتلا در وابستگان درجه يك باشند، احتمال بروز به 5 تا 11 برابر مي رسد. اهميت عامل توارث در افرادي بيشتر است كه وابستگان آنها در سنين كمتر از 55 سالگي مبتلا شده باشند.
*فاكتورهاي غذائي نظير مصرف غذاهاي چرب و كمبود ويتامين E، مواد Selenium و Isoflanoids در رژيم غذايي عامل مهم ديگر بروز اين بيماري است.
ارتباط بين انجام عمل وازكتومي (بستن لوله اسپرم در مردان) و سرطان پروستات موضوع بحث هاي متناقض است، ولي توصيه مي شود براي تشخيص سرطان پروستات در مرداني كه عمل وازكتومي انجام دادهاند بررسي دقيق تر و بيشتري نسبت به دسته ديگر صورت پذيرد. ارتباط ميزان فعاليت جنسي با بروز سرطان پروستات هنوز به طور كامل اثبات نشده است.
وظيفه پروستات
بر خلاف تصور عمومي فعاليت هاي پروستات ارتباطي به تمايل جنسي يا نعوظ ندارد. در واقع پروستات وظيفه تامين قسمت اصلي مايع مني را به عهده دارد كه حامل اسپرم است. مايع ترشحي غده پروستات جزئي از مايع مني را تشكيل ميدهد. اين مايع حركت آزاد و راحت اسپرم را تامين مي كند ضمن آن كه منبع انرژي اسپرم ها محسوب مي شود. مايع مذكور باعث كم كردن حالت اسيدي واژن در زنان در حين نزديكي ميشود كه اين امر به نوبه خود عامل تسريع بيشتر حركت اسپرم است.
مشكلات پروستات و بروز مشكلات ادراري
پروستات در زير مثانه قرار دارد و به قسمت خروجي آن متصل است (ضمن آن كه قسمت اول مجراي ادراري را تشكيل مي دهد.) لذا بزرگي و تورم آن باعث انسداد يا كاهش ضخامت مجراي ادرار در قسمت دهانه مثانه يا در آن قسمت از مجرا كه در پروستات قرار دارد شده و تخليه ادرار به سختي صورت مي گيرد.
مراحل پيشرفت سرطان پروستات
پيشرفت سرطان پروستات به چهار مرحله T1,T2,T3,T4تقسيم مي شود:
سرطان پروستات مرحله T1 : سرطاني است كه علائمي در بيمار ندارد و پروستات درآزمون راست روده طبيعي بهنظر مي رسد. سرطان با انجام آزمايش خون (PSA) و نمونه گيري هاي بعدي يا آزمايش بافت حاصل از درمان بزرگ خوش خيم پروستات (BPH) تشخيص داده مي شود.
سرطان پروستات مرحله T2 : اين سرطان يك تومور است كه در آزمون راست روده مشكوك به نظر مي رسد. يك يا دو طرف پروستات داراي نواحي سخت بوده و نمونه گيري ها نشاندهنده وجود سرطان هستند. ميزان PSA در خون نيز بالا است.
سرطان پروستات مرحله T3 : در اين مرحله سرطان توموري است كه از غده پروستات خارج شده و ممكن است به كيسه هاي مني رسيده باشد.
سرطان پروستات مرحله T4 : سرطان متاستاتيك كه در آن سرطان به ساير اعضا نظير غدد لنفاوي يا استخوان ها سرايت كرده است.
درمان سرطان پروستات در مراحل T1 , T2 : درمان سرطان پروستات در مراحل اوليه با استفاده از سه دسته تكنيك تهاجمي، كم تهاجمي و غيرتهاجمي انجام مي شود.
روش هاي درماني تهاجمي
در روش هاي درماني تهاجمي، بيمار تحت عمل جراحي از طريق باز كردن پوست يا منفذ غير طبيعي در بدن قرار مي گيرد. عمل جراحي راديكال پروستاتكتومي به روش هاي جراحي باز يا لاپاراسكوپي، كه در هر دو روش، هدف برداشتن غده پروستات و غدد سمينال وزيكول است. اين عمل در سنين كمتر از 72 سالگي توصيه مي شود.
روش هاي درماني كم تهاجمي
در روش هاي درماني كم تهاجمي تنها ابزاري مانند سوزن براي دسترسي به بافت سلولي از طريق پوست يا مجرا مورد استفاده قرار مي گيرد.
براكي تراپي روش درماني با كمك اشعه راديواكتيو از داخل بدن است. در روش مذكور تعدادي دانه راديواكتيو (حدود 50 تا 150 عدد) درون غده پروستات قرار داده مي شود.
كرايوتراپي در اين روش با انجماد بافت و سپس ذوب كردن آن، بافت سلولي پروستات از بين برده مي شود. انجماد با قرار دادن سوزن هاي مخصوص درون پروستات و گرم كردن مجرا تحت هدايت سونوگرافي ترانس ركتال انجام مي شود.
روش هاي درماني غير تهاجمي
در روش هاي درماني غيرتهاجمي هيچ ابزاري از طريق غير طبيعي وارد بدن بيمار نشده و هيچگونه برش يا خونريزي درون يا بيرون بدن بيمار صورت نمي گيرد.
*(EBRT) روش درماني با كمك اشعه راديواكتيو كه از بيرون بدن به داخل تابيده مي شود. اين روش در عرض شش تا هشت هفته و در هر هفته طي چندين روز انجام مي گيرد. اين روش درماني عوارض نامطلوبي چون تاثير ناخواسته راديواكتيو را در اعضاي اطراف پروستات (مانند روده، مثانه، پوست شكم و مقعد) به دنبال دارد.
*(هايفوHIFU ) روشي است كه با استفاده از انرژي فوق صوت متمركز با شدت زياد باعث گرم شدن و از بين رفتن بافت سلولي پروستات مي شود. در اين روش بيمار نيازي به بستري شدن ندارد و فقط براي چند روز سوند ادراري خواهد داشت. در روش هايفو ميزان موفقيت به اندازه موفقيت در عمل جراحي است. عوارض اين روش بسيار كمتر از جراحي است.
درمان سرطان پروستات در مراحل T3 , T4
اگر سرطان پروستات به بافت هاي اطراف برسد يعني از كپسول پروستات عبور و غدد سمينال وزيكول را درگير كند، درمان با روش راديوتراپي و گاهي راديكال پروستاتكتومي و راديوتراپي پس از آن انجام مي شود. اگر سرطان پروستات به گردن مثانه، عضلات كف لگن، ديواره لگن، غدد لنفاوي در ناحيه لگن يا به نقاط دور دست (شايعترين آن استخوان است) رسيده باشد روش درمان، قطع هورمون با استفاده از داروها يا برداشتن بيضه ها است. در موارد پيشرفته تر كه بيماري به درمان قطع هورمون پاسخ ندهد شيمي درماني به عنوان آخرين روش به كار گرفته مي شود.
كاربرد پرتوي فراصوت در درز گيري سوراخ ريه ها
محققان در حال مطالعه برروي نيروي بالاي متمركز شده فراصوت (HIFU) هستند تا سوراخ ايجاد شده در ريه ها را درز گيري كرده تا از نشت خون و هوا جلوگيري كنند.
پرتوي (HIFUدهها يا هزاران بار قوي تر ازاولتراسوند در تصويربرداري) ميتواند بر روي قسمت زخم ريه متمركز مي شود. به اين ترتيب يك نقطه داغ به اندازه و شكل يك دانه برنج ايجاد ميشود. پرتوها سلولهاي خوني را گرم مي كند تا به شكل يك مهر در بيايند.در ضمن بافت بين دستگاه و نقطه مورد عمل، داغ نمي شود ،مانند پرتوهاي ليزر كه اين چنين كار ميكنند.
اگر چه فيزيكدانان نسبت به اين كار مردد بودند زيرا يك ريه اساسا مجموعهاي از كيسههاي هوايي است و هوا انتقال فراصوت را مسدود ميكند، اما آزمايشات جديد نشان مي دهدكه سوراخ هاي سطح ريه، جايي كه معمولا جراحت ايجاد ميشود ، با درمان فراصوت بهبود مييابد.
آزمايشات اخير روي ريه خوك نشان داد كه هايفو سوراخ ها را در 1 تا 2 دقيقه درزگيري مي كند.بيش از %95 از 70 مورد عمل جراحي با اين روش، پس از 2 دقيقه درمان پايدار ماندند. بررسي ها نشان مي دهد كه فراصوت ممكن است جايگزين روش هاي دردناك و تهاجمي شود.جراحتهاي ريه نسبتا رايج هستند زيرا قفسه سينه سطح بزرگي است كه اكثرا در معرض شگستگي و سوراخ شدن است .
اغلب خونريزي ها مي تواند به سادگي با پانسمان سوراخ و فشار آوردن به محل سوراخ متوقف شود. در موارد ديگري پزشكان يك ني مكنده را به داخل خون وكيسه هاي هوايي وارد مي كنند تا سوراخ ترميم، يابد. اما در بعضي موارد ،هيچ يك از روش ها مؤثر نيستند و پزشكان بايد با عمل جراحي خونريزي را متوقف كنند. بررسي هاي جديد نشان مي دهد كه در ميان اين موارد سخت ، HIFU از خارج خونريزي را متوقف مي كند.
وسيله اي كه پرتو هاي فراصوت را ايجاد مي كند، تقريبا به اندازه توپ گلف است كه داخل يك گيرهاي شده و پزشكان از آن براي بررسي خارج بدن استفاده ميكنند. وسايل پيشين از ابزاري براي درزگرفتن رگهاي خوني و متوقف كردن خونريزي در كبد ، طحال و كليه ،استفاده مي كردند. در اين روش پزشكان بدن را از بيرون بررسي مي كنند وجايي را كه جراحت وجود دارد تشخيص مي دهند. اين روش جزو روش هاي غير تهاجمي است و خونريزي را از خارج بدن متوقف مي كند و تحول عظيمي را در ترميم زخم هاي حساس ايجاد خواهد كرد.هم اكنون اين روش بر روي بيماران سرطاني هم در حال بررسي است تا با استفاده از آن بتوان بافت هاي سرطاني را ازبين برد.
شناسايي زنان درمعرض خطر زايمان پيش از موعد با اولتراسوند سه بعدي
اولتراسوند سه بعدي براي اندازه گيري اندازه غدد فوق كليوي جنين و كمك به پزشكان در تشخيص غير تهاجمي زنان در معرض خطر زايمان پيش از موعد استفاده شده است. زايمان پيش ازموعد از مشكلات مهم بهداشت عمومي است كه سالهاي متمادي در جوامع مختلف وجود داشته است. محققان دريافتند كه اندازه گيري اولتراسوند ميتوانند خطر زايمان پيش از موعد را در 5 روز اندازه گيري و تعيين كند. نتايج، بيان ميكنند كه بررسي غدد فوق كليوي جنين در زماني كه فردي براي علايم زايمان پيش از موعد تحت نظر است مي تواند تاثير بسيار در كاهش عوارض باليني داشته باشد. براي تعيين زماني كه نشانگر مرتبط با زايمان پيش از موعد مثبت مي شود ، انجام آزمايش با دقت تشخيصي بالا ضروري است. ارزيابي اولتراسوند سه بعدي غدد فوق كليوي جنين مشخصات آزمايشي مناسبي براي تعيين جمعيت در معرض خطر دارد. بررسي اولتراسوند سه بعدي حجم غدد فوق كليوي مي تواند پزشكان را در ايجاد روش درماني و پيشگيري بهتر زايمان پيش از موعد ياري كند.
اولتراسوند و كيست هاي تخمدان
كيستهاي تخمدان ساختمانهاي كيسه مانند پر از مايع در تخمدان هستند. واژه كيست به ساختماني پر از مايع اطلاق مي شود. بنابراين تمام كيست هاي تخمدان حداقل حاوي مقداري مايع هستند.كيست هاي تخمدان به دلايل متعددي ايجاد مي شوند. شايع ترين نوع، كيست فوليكولار است كه از رشد يك فوليكول نتيجه مي شود. فوليكول يك كيسه پر از مايع طبيعي است كه حاوي يك تخمك است. كيست هاي فوليكولار هنگامي كه فوليكول در طي چرخه قاعدگي بيش از حد طبيعي رشد مي كند و براي آزاد سازي تخمك باز نمي شود تشكيل ميشود.معمولا كيستهاي فوليكولار در طي چند روز تا چند ماه به خودي خود برطرف ميشوند.
علايم كيست هاي تخمدان
بيشتر كيستها هرگز مشخص نمي شوند و بدون اينكه زنان بدانند كه به اين كيستها مبتلا هستند برطرف ميشوند. هنگامي كه يك كيست علايم ايجاد ميكند، درد در شكم يا لگن شايعترين علامت است. درد مي تواند در اثر پارگي كيست، رشد سريع و اتساع آن، خونريزي به درون كيست يا پيچ خوردن كيست در اطراف منبع خوني آن ايجاد شود.
تشخيص كيست هاي تخمدان
بيشتر كيست ها به وسيله اولتراسوند تشخيص داده مي شوند كه بهترين تكنيك تصويربرداري براي شناسايي كيست هاي تخمداني است. اولتراسوند يك روش تصويربرداري است كه از امواج صوتي براي ايجاد تصاويري از ساختمان هاي درون بدن استفاده مي كند. تصويربرداري اولتراسوند بدون درد است و هيچ ضرري ندارد.همچنين مي توان كيست ها را با روش هاي ديگر تصويربرداري مانندCT اسكن يا MRI شناسايي كرد.
كيست تخمداني خطرناك
كيست در اولتراسوند شبيه يك كيسه ساده پر مايع به نظر مي رسد. بنابراين اولتراسوند در تشخيص اين كه تومور تخمداني جدي است يا خير نقش دارد.سرطان تخمدان در زنان جوان تر از 40 سال نادر است. كيستهاي تخمداني كه پس از 40 سالگي ايجاد مي شوند نسبت به قبل از آن شانس بالاتر سرطاني بودن را دارند، اگرچه بيشتر كيستهاي تخمدان حتي پس از 40 سالگي خوش خيم هستند.
درمان كيست هاي تخمدان
به منظور تعيين استراتژي درماني براي كيست هاي تخمدان از اولتراسوند استفاده مي شود زيرا اين روش مي تواند به تشخيص اين كه كيست ساده يا تركيبي است كمك كند. كيست ساده كه در بيماري هاي خوش خيم ديده مي شود فقط حاوي مايع بوده و بافت جامد ندارند. اما كيست تركيبي بافت جامدي دارد كه به پايش و احتمالا جراحي نياز دارد.به طور خلاصه درمان ايده آل كيست هاي تخمدان به سن زن، اندازه كيست (و تغيير اندازه) و ظاهر كيست در اولتراسوند بستگي دارد.درمان مي تواند شامل معاينه ساده يا ارزيابي آزمون هاي خوني مانند CA- 125باشد كه به تشخيص پتانسيل ابتلا به سرطان كمك مي كند.در صورت ايجاد درد شديد، از بين نرفتن خود به خود يا مشكوك بودن تومور، مي توان آن را با لاپاراسكوپي يا در صورت نياز با لاپاراسكوپي باز خارج كرد. به محض خارج كردن كيست، تومور به يك پاتولوژيست ارجاع داده مي شود تا براي تشخيص نهايي نوع كيست بافت در زير ميكروسكوپ آزمايش شود.
تشخيص و درمان در رفت و برگشت امواج صوتي
كلمه سونوگرافي از لفظ لاتين sound به معني صوت و نيز graphicبه معني شكل و ترسيم گرفته شده و ultrasound از ultra به معني ماورا و نيز sound به معني صوت يا صدا گرفته شده است.
با جذب امواج فراصوت بهوسيله بدن بخشي از انرژي آن به گرما تبديل ميشود. گرماي موضعي حاصل از جذب امواج فراصوت بهبودي را تسريع ميكند، قابليت كشساني كلاژن (پروتئيني ارتجاعي) را افزايش ميدهد، كشش در اسكار(جوشگاههاي زخم) را افزايش ميدهد و باعث بهبود آنها ميشود.
درسال 1973، پزشكان شروع به استفاده از اولتراسوند به عنوان وسيله تشخيصي در طي دوران بارداري كردند. تصاوير حاصله سياه و سفيد، مبهم و ناواضح و بسيار سخت و مشكل جهت تفسير بودند. در دهه 1990 طراحي سيستم هاي اولتراسوند ديجيتالي و رنگي آغاز شد كه كيفيت تصاوير را به مقدار قابل توجهي بهبود بخشيد. ظهور و پيدايش سيستمهاي اولتراسوند سه يا چهار بعدي، تصاوير با زمينه واضح را ايجاد كرد و توانست تصاويري واضح و روشن از جنين تهيه كند.
به طور سنتي، تصاوير اولتراسوند نمايش داده شده در مانيتور، دو بعدي هستند. در سيستم هاي سه بعدي داده هاي مربوط به تصاوير دو بعدي وارد كامپيوتر شده كه كامپيوتر آنها را به شكل سه بعدي بازسازي كرده و به صورت تصاويري با عمق و وضوح و روشنايي مناسب نشان مي دهد. در سيستم اولتراسوند چهاربعدي پزشك مي تواند تصاوير سه بعدي را مشاهده كند، درعين اينكه حركات جنين در زمان واقعي نيز نمايش داده ميشود. جنين در هفته هجدهم مي تواند چشمان خود را باز كند. همچنين راه رفتن و حركت جنين 12 هفته اي در رحم، حركات چشم و خميازه كشيدن را نيز مي توان مشاهده كرد.
ميكروماساژ مكانيكي
به هنگام فشردگي و انبساط محيط ، امواج طولي فراصوتي روي بافت اثر ميگذارند و باعث جابجايي آب ميان بافتي ودر نتيجه باعث كاهش ورم (تجمع آب ميان بافتي در اثر ضربه به يك محل) ميشوند.
درمان آسيب تازه و ورم: آسيب تازه معمولا با ورم همراه است. فراصوت در بسياري از موارد براي از بين بردن مواد دفعي در اثر ضربه و كاهش خطر چسبندگي بافتها به هم بهكار ميرود.
درمان ورم كهنه يا مزمن: فراصوت چسبندگي هايي را كه ميان ساختمانهاي مجاور ممكن است ايجاد شود ميشكند.
اولتراسوند و پلاك هاي آترواسكلروتيك
از آنجا كه بيماري هاي عروق كرونري و به ويژه پلاك هاي آترواسكلروتيك يكي از مهم ترين موضوعات مرتبط با سلامت انسان هستند، بنابراين بايد از روش هاي ويژه اي براي تشخيص انواع اين پلاك ها كه ريسك بالايي براي پارگي دارند و در نهايت مي توانند منجر به مرگ انسان شوند استفاده كرد. روش هاي متعددي براي بررسي پلاك هاي آترواسكلروتيك وجود دارند كه هر يك مزايا و معايب خاص خود را با توجه به نوع پلاك تحت بررسي دارند.
از سال 1975 محققان تلاش كرده اند تا محتوا و زخم پلاك ها را بر مبناي اندازه پلاك، اندازه پوشش و ضخامت ديواره آنها با استفاده از روش اولتراسوند تعيين كنند، تا در نهايت پروتكلي كه امروزه به طور عمومي پذيرفته شده است، هم زمان با ايجاد اولتراسوند مدB دوبعدي ايجاد شد. با استفاده از طول موج هاي اولتراسوند200 ميكرومتر (5تا 7 مگا هرتز )، ضخامت هاي بين200 تا2000 ميكرومتر قابل اندازه گيري هستند. اين روش نشانه هاي بيماري شريان كرونر را ثبت ميكند. اما براي تشخيص تصلب شريان كاروتيد چندان مناسب نيست. پايداري پلاك مربوط به نوع تركيب پلاك يا حركت آن در طول سيكل قلبي است. كلسيم در پلاك ها سبب اكوهاي "روشن("پژواك بيش از حد) همراه با سايه هاي اكوهاي عميق درون پلاك مي شود، كه مي تواند به طور قابل توجهي شناسايي اجزاي پلاك را محدود كند. بافت هايي كه محتواي الاستين بيشتري دارند اكوهاي قوي تري توليد مي كنند. محققان به اين نتيجه رسيده اند كه پلاك هاي ناپايدار مربوط به نواحي با پژواك بيش از حد يا اكوجنيسيتي اولتراسوند پايين هستند. معمولا تحليل بصري ظاهر پلاك بر روي تصاوير اولتراسوند B مد به عنوان مبناي توصيف پلاك مورد استفاده قرار ميگيرد.
ويژگي هاي ميكروآناتوميك پلاك تصلب شريان شامل هسته ليپيد بزرگ، محتواي ماكروفاژ(كلان خوار) بالا و پوشش رقيق است. الاستوگرافي درون عروقي نواحي با تغيير شكل بالا كه با نفوذ ماكروفاژها در پوشش ها و تعداد كاهش يافته سلول هاي ماهيچه اي صاف همبسته هستند را در پلاك هاي آسيب پذير ، مي يابد.
اولتراسوند درون عروقي(IVUS)
IUVS يك تكنيك توموگرافي است كه امكان تجسم دوبعدي از ديواره شريان ها و اطلاعات بيشتر در مورد لايه هاي منحصر به فرد را مي دهد و با داخل كردن كاتتري كه شامل يك مبدل كوچك اولتراسوند به داخل رگ است تصويربرداري را به صورت real time انجام مي دهد. فركانس خارج شده از مبدل در محدوده40-20 مگاهرتز است و داراي رزولوشن 200-100 ميكرومتر و رزولوشن جانبي 250 ميكرومتر است IVUS قادر به تشخيص ساختارهاي كوچكتر از 100 ميكرومتر نيست و در تشخيص پلاك هاي فيبروزي و چربي ناتوان است .
كاهش سايز ودرمان چاقي موضعي با امواج اولتراسوند
در اين روش از تاثير امواج فراصوتي در بافت چربي جهت كاهش سايز استفاده مي شود، اين امواج مشابه امواج سونوگرافي است بهطوريكه اين دو دستگاه از نظر شباهت در انجام كارو بيدردي و بيخطر بودن امواج تا حد زيادي شبيه يكديگر هستند و فرد در طي انجام كار با اين تكنولوژي هيچ گونه احساس نا خوشايندي ندارد.
در اين روش از دو تكنولوژي استفاده مي شود:
1- ( HIFU(High Intensity Focalized Ultrasound
2- ( UMD(Ultrasound Multi Drainage
هايفو
در اين مرحله امواج اولتراسوند در عمق 2-5/ 1 سانتيمتري زير پوست نفوذ كرده وسبب تخريب ديواره سلولهاي چربي و آزاد شدن محتويات داخل آن ميشوند.
UMD
اين مرحله پس از مرحله قبل انجام ميشود كه در آن محتويات سلولهاي تخريب شده چربي وارد گردش خون و سيستم لنفاوي بدن مي شود ودر نهايت پس از انتقال به كبد مقداري از آن پس از تبديل به قند سبب ايجاد انرژي شده و مابقي آن از طريق روده دفع ميشوند.
مكانيسم اثر اولترا سوند
1- اعمال اثر HIFU توسط پروب مخصوص به عمق تعيين شده بافت.
2-دپليمريزاسيون مولكولهاي تري گليسريد به اسيدهاي چرب سازنده آن و افزايش ميزان سياليت آن .
3-ليز سلولهاي چربي و خروج محتويات آن با پديده كاويتاسيون.
4-دفيبروزيس بافت چربي با اثرات مكا نيكي امواج اولتراسوند.
5-افزايش نفوذ پذيري سلولهاي چربي.
6-تسهيل درناژ چربيهاي سيال با اثر حفره ساز پايدار وممانعت از جذب آن با استفاده از 18 پروب UMD
7-تسهيل متابوليسم طبيعي چربي با اثر UMD
اين مراحل در هر جلسه براي هر بيمار انجام مي شود كه هر جلسه بين يك تا يك ونيم ساعت طول مي كشد. تعداد جلسات بهطور معمول 3تا 6 جلسه است .
مقدار كاهش سايز در افراد مختلف متفاوت است بهطوري كه در 97 درصد افراد كاهش سايز مثلا دور كمر بين 2 تا 12 سانتيمتر قابل انتظار است.
جايگاه ليزر در اعمال جراحي آب مرواريد
رمز اصلي موفقيت چشمگير اعمال جراحي مدرن آب مرواريد، استفاده از برش كوچك است.
براي انجام عمل آب مرواريد از طريق برش كوچك، نياز به وسايلي است كه بتواند هسته عدسي را قبل از خروج در درون چشم خرد كند.
براي خرد كردن هسته عدسي عمدتا سه روش وجود دارد:
*خرد كردن دستي كه با استفاده از دو وسيله ساده در درون چشم هسته عدسي به سه قسمت يا بيشتر تقسيم و سپس اين تكهها خارج ميشود.
*استفاده از ماشينهاي اولتراسوند كه با ايجاد امواج ماوراء صوت، هسته عدسي در داخل چشم خرد و بهصورت همزمان با وسيله مكنده از چشم خارج ميشود.
*استفاده از ماشينهاي ليزر كه با استفاده از انرژي نور ليزر هسته عدسي در داخل چشم خرد و بهصورت همزمان با وسيله مكنده از چشم خارج ميشود.
در ميان سه روش فوق، استفاده از ماشينهاي اولتراسوند كه معروف به ماشينهاي "فيكوامولسيفيكاسيون" هستند، عموميت بيشتري دارد، چرا كه امواج ماوراء صوت قادر هستند هستههاي عدسي را در سختيهاي كم تا شديد خرد كنند، در حاليكه استفاده از روش دستي يا ماشينهاي ليزر فعلي فقط محدود به عدسيهايي ميشود كه هسته آنها سختي زيادي نداشته باشد. حتي ماشينهاي ليزر فعلي نيز خود را به اولتراسوند مجهز كردهاند كه در حين عمل جراحي آب مرواريد، اگر هسته عدسي قابل خردشدن با ليزر نباشد، با تعويض وضيعت ماشين از ليزر به اولتراسوند بتوان عمل را به پايان رساند.
بيش از %97 اعمال جراحي آب مرواريد با استفاده از تكنولوژي اولتراسوند انجام ميگيرد و علي رغم در دسترس بودن دستگاههاي ليزر در اتاق عمل، جراح تمايل كمتري به استفاده از آن دارد و دليل عمده اين امر همان قدرت امواج ماوراء صوت در خرد كردن هستههاي عدسي با سختيهاي متفاوت است.
عمل جراحي آب مرواريد با روش بدون بخيه
عمده اعمال جراحي آب مرواريد از طريق برش كوچك و با استفاده از امواج صوتي (اولتراسوند) يا همان روش فيكوامولسيفيكاسيون صورت ميگيرد. اين برشها به علت اينكه خود به خود و بلافاصله پس از عمل بسته ميشوند، نياز به بخيه ندارند. بدين جهت عمل جراحي آب مرواريد به روش برش كوچك را روش بدون بخيه "no-stitch" و روش با يك بخيه "one-stitch" نيز مينامند. بسته به محل برش جراحي، فرم برش و نظر جراح، گاهي نياز ميشود كه يك بخيه روي محل برش زده شود. اين بخيه معمولا در طي هفته نخست پس از عمل، بدون اينكه براي بيمار ايجاد ناراحتي كند، برداشته ميشود. در اين حالت كيفيت عمل و نتايج عمل جراحي آب مرواريد به هيچ عنوان متفاوت از نوع بدون بخيه نخواهد بود.بايد توجه داشت كه گاهي جراح ترجيح ميدهد صرفا براي اطمينان بيشتر و كاهش عوارض احتمالي از بخيه استفاده كند كه اين امر به ويژه درمورد بيماراني كه احتمال رعايت كردن نكات پس از عمل در آنها ضعيف است، بسيار مصداق پيدا مي كند.
در سير تحول عمل جراحي آب مرواريد، اولين نقطه عطف زماني حاصل شد كه با استفاده از تكنولوژي اولتراسوند يا همان تكنولوژي فيكوامولسيفيكاسيون اين قابليت در اختيار جراح قرار گرفت كه هسته عدسي كدر شده را در داخل چشم خرد كرده وهمزمان ذرات خرد شده را با يك وسيله مكنده از چشم خارج كند. بنابراين ديگر براي خروج هسته عدسي نياز به ايجاد برشهاي بزرگ منتفي شد و جاي آن را برشهاي كوچك گرفت. در اين راستا و تقريبا بهطور همزمان تحول مهم ديگري در طراحي و كيفيت لنزهاي مصنوعي داخل چشمي به وقوع پيوست و استفاده از عدسي هاي مصنوعي تاشونده مورد تاييد قرار گرفت. اين دو تحول در كنار هم سبب شد كه امروزه اعمال جراحي آب مرواريد با برشي در حد 2/6 تا 2/8 ميليمتر قابل انجام باشد. اين گونه برشها غالبا نياز به بخيه نداشته يا زدن يك بخيه كفايت ميكند. بنابراين ميزان آستيگماتيسم ايجادشده در اثر عمل جراحي ناچيز و دوره نقاهت و بازگشت بينايي بسيار كوتاه خواهد بود.
ناگفته نماند كه اين چشم انداز براي آينده بسيار نزديك وجود دارد كه با تاييد نهايي نسل جديدي از عدسي هاي تاشونده، اندازه برش جراحي آب مرواريد به 1/4 تا 1/6 ميليمتر كاهش خواهد يافت.
اولتراسوند و پوست
پوست ، بزرگ ترين عضو بدن و محافظي انعطاف پذير است كه رطوبت بدن را نگه مي دارد و از طريق سيستم پيچيده ايجاد سرما و گرما ، از بافت هاي ظريف بدن محافظت مي كند . پوست عضوي زنده و حياتي است كه از سه لايه تشكيل مي شود : درم ( ميان پوست ) ، اپيدرم (روپوست يا بشره ) و لايه زير جلدي . دو لايه درم و اپيدرم ، تعيين كننده ظاهر وابسته به زيبايي فرد هستن. ضخامت كلي سه لايه پوست ،از 5/1 اينچ در ناحيه پلك ها تا 3/1 اينچ دركف دست و پا متغير است لايه زير جلدي ، پوست را به بافت پوشاننده عضلات و استخوانها مرتبط مي سازد و قسمت اعظم آن از عروق ، اعصاب و لوبول هاي چربي تشكيل شده كه باعث نرمي و چرب بودن پوست مي شوند .با افزايش سن ، بافت چربي به وسيله بدن جذب مي شود و قاعده قابل ارتجاع از زير لايه هاي خارجي برداشته شده و باعث شل شدن و ايجاد چين و چروك پوست ميشود درم ، يا دومين لايه پوست ، حاوي رگهاي خوني ، اعصاب ، گيرنده هاي عصبي ، فوليكول هاي مو و غدد عروق و چربي است و سلولهايي به نام فيبروپلاست نيز در اين لايه قرار دارند كه در ساختن رشته هاي ايجاد كننده قابليت ارتجاع و انعطاف پذيري پوست نقش اساسي دارند. كلاژن و الاستين هم در درم واقع شدهاند و سفتي و انعطاف پذيري پوست را تامين مي كنند، در اين لايه پوست ، غذاي ضروري براي رشد و تكامل سلول و روند بازسازي سلولي را تامين ميكند، اپيدرم بالاترين يا خارجيترين لايه پوست است و سطح آن از لايه بسيار نازكي از سلولهاي مرده پوستي تشكيل ميشود.
بدن به طور مداوم ، طي فرايندي كه از زير اپيدرم آغاز مي شود و به سمت بالا فشار وارد ميكند، سلولهاي جديد پوستي را مي سازد. تقريبا ظرف 21-8 روز، اين سلولها برروي لايه شاخي خارجي ظاهر مي شوند و بخش قابل ملاحظه پوست را مي سازند. اين سلولهاي جديد ، كراتينوسيت نام دارند و به وسيله كراتين، شارژ ميشوند.درطي پروسه پيري پوست، ضخامت لايه اپيدرم كمتر شده ، درلمس، خشك به نظر ميرسد.در اين صورت چروكهاي ريز به وضوح ديده ميشود، پوست حالت ارتجاعي خود را از دست داده و عروق درم نيز بسيار شكننده ميشوند. از نقطه نظر فيزيولوژيك، علت اصلي پيري پوست ،عوامل هورموني است اما عوامل محيطي نيز نقش مهمي در اين ميان به عهده دارد. درطي اين پروسه توانايي پوست و بازسازي پوست كاهش مي يابد و لذا ظاهر ساختمان پوست دچار تغييراتي ميشود.
طبقه بندي اثرات اولتراسوند بر پوست
اثر فيزيولوژيك
هنگام عبور امواج اولتراسوند از بافت ، تغييرات فيزيكي و شيميائي گوناگوني صورت مي پذيرد كه ميتواند باعث بروز اثرات فيزيولوژيك شود. ميزان اين اثرات به فركانس و دامنه صوت بستگي دارد. اثرات فيزيكي اوليه حاصل از اولتراسوند عبارتند از: افزايش گرما و تغييرات فشار، اثر مكانيكي. نخستين اثر اولتراسوند ايجاد لرزشها با سرعت بسيار بالا و غير قابل احساس است كه اثري ماساژ گونه بر روي بافت دارد كه به آن ميكرو ماساژ ميگويند. اين لرزشها در فضاي سلولي بدن پراكنده شده و منجر به حركت سيتوپلاسم ، چرخش ميتوكندري و لرزاندن هسته سلول مي شود. امواج اولتراسوند از تاثير چشمگيري در نرم كردن نسوج، ايجاد ماساژ موضعي در سلولها و بالا بردن سوخت و ساز سلولي ، برخوردار است لذا ماساژ صورت پذيرفته به وسيله امواج اولتراسوند به مراتب موثرتر از ماساژهاي دستي يا يوني است.
اثر گرمايي
يكي ديگراز فاكتورهاي مهم درماني اولتراسوند اثر گرمايي است كه به علت اصطكاك شديد ذرات بدن از لرزشهاي توليد شده بهوجود مي آيد كه افزايش گرما تا حدود 8 درصد به صورت عمقي قابل حصول است و به دليل هدايت گرما توسط گردش خون ميزان تشخيص فرد نسبت به دماي مربوطه بسيار ناچيز است. دماي ايجاد شده باعث افزايش دماي نسوج ، افزايش موضعي شدت گردش خون ، بالا بردن متابوليسم سلولي، بهبود تغذيه احياي سلولي در نتيجه باعث رفع استرس و خستگي بافت پوست ميشود.تحقيقات نشان داده كه افزايش دما در سلولهاي سالم باعث بالا رفتن سرعت متابوليسم و توليد انرژي ميشود و در مورد سلولهاي ناسـالم - سرطاني - به دليل عـدم امكان ادامه احياي آنها در دماهاي بالاي 40 درجه سانتي گراد منجر به نابودي آنها ميشود . اين مكانيسم عامل اصلي كاهش چربيهاي سطحي و افزايش گردش خون در زير پوست و در نتيجه تغذيه مناسب آن است و اثر ديگر آن كاهش تورم و پفهاي پس از جراحيهاي پلاستيك و تسريع بهبودي موضعي است، البته استفاده از اولتراسوند بر روي زخمهاي باز به علت افزايش جريان خون، پيشنهاد نميشود.
اثر بيوشيميايي
با تسريع مكانيسمهاي آنابوليسـم ( پروسه تبديل مواد به مواد با ساخـتار شيميايي مـتفاوت ) و كـاتابوليسـم( پروسه تبديل سلول به اجزاي قـابل دفع يا به عبارتي متابوليسم سلـولي ) مـيزان كمي از موج اولتراسـوند منجر به افـزايش سنـتز پروتـئين سلولي ميشود و به بازسازي سلولهاي بـافت آسيب ديده كمك مي كند. همچنين سنتز سلولهاي فيبري در بدن بهبود مييابد. در پروسه فوق متابولـيسم سلولي افزايـش يافته و باعث قليايي شدن و در نتيجه نفوذ پذيري بيشتر ديواره سلولي ميشود كه مواد مغذي و درماني دي پليمريـزه شده و راحت تر توسط سلول جذب خواهد شد. با بهرهگيري از بيوتي كلاب به منظور ارائه قويترين تاثيرات در جهت درمانهاي زيبايي عملكرد مكانيكي حرارتي و بيوشيميايي را به طور همزمان ميتوان به كار برد.
منبع: نشریه مهندسی پزشکی شماره ۹۴