Вопросы безопасности диагностического ультразвука в офтальмологии

РЕЗЮМЕ В обзоре литературы представлены сведения о применении ультразвука в диагностике, терапевтическом и хирургическом лечении заболеваний органа зрения. Ультразвук различной мощности, интенсивности и экспозиции оказывает термическое, механическое и биологическое воздействие на ткани глаза. Термический эффект обусловлен поглощением биологическими тканями ультразвуковой энергии, которая преобразуется из акустической в тепловую энергию. Механический эффект определяется амплитудой давления ультразвуковых импульсов, воздействующих на структуры глаза в момент исследования. В совокупности два этих эффекта определяют биологическое воздействие ультразвука. В целях безопасности ультразвукового сканирования были введены такие понятия, как тепловой (Ti) и механический (Mi) индекс, что позволяет контролировать степень облучения тканей. Ультразвуковые методы диагностики в течение долгого времени основывались на применении эхо-импульсного принципа, т.е. на использовании сигналов, приходящих из исследуемой области среды после ее облучения волновым потоком. Однако объем данных в принимаемых аналоговых сигналах настолько велик, что до недавнего времени удавалось использовать лишь малую часть заключенной в них информации за счет применения самых простых методов цифровой обработки сигналов. В то же время за относительно короткий промежуток времени ультразвуковая диагностика прошла путь от одномерной эхографии, дававшей весьма небольшой объем информации, до сложного сканирования в режиме реального времени, позволяющего добиться визуализации не только органов и систем, но и их структурных элементов. В настоящее время комбинация изображения в серой шкале, высокочувствительного цветового и энергетического доплеровского режима, внедрение режима 3D и соноэластографии значительно расширили диагностические возможности ультразвука для одновременной качественной и количественной оценки структур глаза и орбиты в норме и при патологии. Неинвазивность и высокая информативность ультразвукового исследования делают его одним из основных инструментальных методов диагностики в офтальмологии. Проводятся клинические и экспериментальные работы для определения оптимальных режимов ультразвукового исследования глаза и орбиты. Однако вопросы безопасности ультразвука и его влияния на структуры глаза в значительной мере не изучены.

1. Игошев Б.М., Усольцев А.П. История технических инноваций: учебное пособие. М.: Флинта, 2013. 246 с. [Igoshev B.M., Usol’cev A.P. History of technical innovation: a tutorial. Moscow: Flinta, 2013. 246 p. (In Russ.)].

2. Lumb Ph. Critical Care Ultrasound: Expert Consult. Philadelphia: Elsevier Health Sciences, 2015.

3. Kutz M. Handbook of Materials Selection. NewYork: John Wiley & Sons, 2002. 403 p.

4. Donald I. Sonar: The story of an experiment. Ultrasound Med Biol. 1974:109–117.

5. Hackmann W. Underwater acoustics before the first world war. In: Seek and Strike. London: Crown, 1984. P. 1–10.

6. Hackmann W. Underwater acoustics before the first world war. In: Seek and Strike. London: Crown, 1984. P. 73–95.

7. Абрикосов И.А., Крылов Н.П. Практическая физиотерапия. М., 1961 [Abrikosov I.A., Krylov N.P. Practical physiotherapy. Moscow, 1961 (In Russ.)].

8. Фридман Ф.Е. Ультразвук в офтальмологии. М., 1973. С. 14–135 [Fridman F.E. Ultrasound in ophthalmology. Moscow, 1973. P. 14–135 (In Russ.)].

9. Петрищева Т.С. Фонофорез дексаметазона в терапии помутнений роговицы после вирусных кератитов. Трактат пятого Всесоюзного съезда офтальмологов. М., 1979;4:118–119 [Petrishcheva T.S. Phonophoresis of dexamethasone in the therapy of corneal opacities after viral keratitis. A Treatise of the Fifth All-Union Congress of Ophthalmologists. Moscow, 1979;4:118–119 (In Russ.)].

10. Мармур Р.К. Ультразвуковая терапия и диагностика глазных заболеваний. Киев: Здоровя, 1974. С. 30–36 [Marmur R.K. Ultrasonic therapy and diagnosis of eye diseases. Kiev: Zdorovya, 1974. P. 30–36 (In Russ.)].

11. Purnell E.W., Sokollu A., Holasek E. The production of focal chorioretinitis by ultrasound. Am J Ophthal. 1964:58.

12. Karlin D. Ultrasound retinal detachment syrgery. Trans Amer Acad Ophthalmol Otoiaryng. 1969;6:1061–1076.

13. Nakajima A. Ophthalmology congress in America. Ophthalmology (Tokyo). 1968;10:681–683.

14. Kelman C.D. Phaco-emulsification and aspiration. Am J Ophthal. 1967;64:23–35.

15. Ходжаев Н.С., Дыбенко Л.И., Завалишина Л.Э. К вопросу о возможных механизмах влияния ультразвука при факоэмульсификции на ткани глаза. Acta Biomedica Scientifica. 2011:179–181 [Hodzhaev N.S., Dybenko L.I., Zavalishina L.E. On the possible mechanisms of the influence of ultrasound in phacoemulsification on the eye tissue. Acta Biomedica Scientifica. 2011:179–181 (In Russ.)].

16. Азнабаев Б.М. Ультразвуковая хирургия катаракты — факоэмульсификация. М., 2005. 136 с. [Aznabaev B.M. Ultrasonic cataract surgery — phacoemulsification. Moscow, 2005. 136 p. (In Russ.)].

17. Краснов М.М. Клиническое применение ультразвуковой хирургии при отслойке сетчатки. Патология сетчатой оболочки и зрительного нерва. М., 1971. С. 30–32 [Krasnov M.M. Clinica lapplication of ultrasound surgery in retinal detachment. Pathology of the reticular membrane and optic nerve. Moscow, 1971. P. 30–32 (In Russ.)].

18. Краснов М.М., Голямина И.П., Танеева Л.И., Субботина И.Н. О принципах и возможностях применения низкочастотного ультразвука в офтальмохирургии. Вестник офтальмольмологии. 1969;5:20–26 [Krasnov M.M., Golyamina I.P., Taneeva L.I., Subbotina I.N. On the principles and possibilities of using lowfrequency ultrasound in ophthalmic surgery. Annals of Ophthalmology = Vestnik oftal’mologii. 1969;5:20–26 (In Russ.)].

19. Гундорова Р.А., Малаев А.А., Южаков А.М. Травма глаза. М., 1980. С. 130–143 [Gundorova R.A., Malaev A.A., Yuzhakov A.M. Injury of the eye. Moscow, 1980. P. 130–143 (In Russ.)].

20. Коновалов К.А., Давыдов Д.В., Рощин В.Ю. Сравнительный анализ применения методик пьезохирургии и механической остеоперфорации при моделировании декомпрессии орбиты. Офтальмологические ведомости. 2018;11(1):10–18 [Konovalov K.A., Davydov D.V., Roshchin V.Yu. Comparative analysis of the application of piezosurgery and mechanical osteoperforation techniques in the modeling of orbit decompression. Ophthalmology Journal = Oftal’mologicheskie vedomosti. 2018;11(1):10–18 (In Russ.)]. DOI: 10.17816/OV11110-18

21. Фридман Ф.Е., Гундорова Р.А., Кодзов М.Б. Ультразвук в офтальмологии. М.: Медицина, 1989. 256 с. [Fridman F.E., Gundorova R.A., Kodzov M.B. Ultrasound in ophthalmology. Moscow: Medicine, 1989. 256 p. (In Russ.)].

22. Gohr H., Wedekind T. Der ultraschallin in der medizin. Journal of Molecular Medicine. 1940;19(2):25–29.

23. Meire H.B. An historical review. In: Basic ultrasound. West Sussex: John Wiley & Sons, 1995. P. 1–7.

24. Holm H.H., Skjoldbye В. Interventional Ultrasound. Ultrasound Med Biol. 1996;22:773–789.

25. Levi S. The history of ultrasound in gynecology 1950–1980. Ultrasound Med Biol. 1997;23(4):481–552.

26. Mundt G.H., Hughes W.E. Ultrasonics in ocular diagnosis. Am J Ophthalmol. 1956;41:488–498.

27. Oksala A., Lehtinen A. Diagnostic value of ultrasonics in ophthalmology. Ophthalmologica. 1957;134:387–395.

28. Baum G., Greenwood I. The application of ultrasonic locating techniques to ophthalmology: theoretic considerations and acoustic properties of ocular media: Part 1. Reflective properties. Am J Ophthalmol. 1958;46:319–329.

29. Ossoinig K.C. Standardized echography: basic principles, clinical applications and results. Int Ophthalmol Clin. 1979;19:127–210.

30. Bronson N.R., Turner F.T. A simple B-scan ultrasonoscope. Arch Ophthalmol. 1973;90:237–238.

31. Coleman D.J., Lizzie F.L., Jack R.L. Ultrasonography of the eye and orbit. Philadelphia: Lea &Febiger, 1977.

32. Aburn N.S., Sergott R.C. Orbital colour Doppler imaging. Eye. 1993;7:639–647.

33. Guthoff R., Berger R.W., Winkler Р. Doppler ultrasonography of the ophthalmic and central retinal vessels. Arch Ophthalmol. 1991;109:532–536.

34. Lieb W.E. et al. Colour Doppler Imaging of the eye and orbit. Technique and normal vascular anatomy. Arch Opthalmol. 1991;109:527–531.

35. Williamson T.H., Baxter G.M., Dutton G.N. Colour Doppler velocimetry of the arterial vasculature of the optic nerve head and orbit. Eye. 1993;7:74–79.

36. Pavlin C.J., Sherar M.D., Foster F.S. Subsurface ultrasound microscopic imaging of the intact eye. Ophthalmology. 1990;97:244–250.

37. Pavlin C.J. et al. Clinical use of ultrasound biomicroscopy. Ophthalmology. 1991;98:287–295.

38. Byrne S.F., Green R.L. Ultrasound of the eye and orbit. Philadelphia, USA: Mosby Inc., 2002. 505 p.

39. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration Center for Devices and Radiological Health: Information for Manufacturers Seeking Market Clearance of Diagnostic Ultrasound Systems. USA. 2008. P. 9–10.

40. Health Canada. Guidelines for the Safe Use of Diagnostic Ultrasound. USA. 2001. P. 7–26.

41. Осипов Л.В. Ультразвуковые диагностические приборы. Практическое руководство для пользователей. М.: Видар, 1999. С. 230–243 [Osipov L.V. Ultrasound diagnostic devices. A practical guide for users. Moscow: Vidar, 1999. P. 230–243 (In Russ.)].

42. Medical Ultrasound Safety. Second Edition. AIUM. 2009:7–53.

43. Guidance for Industry and FDA staff. Information for Manufacturers Seeking Marketing Clearance of Diagnostic Ultrasound Systems and Transducers. Silver Spring. 2008. 64 p.

44. Волков В.Н. Основы ультразвуковой диагностики: Учебно-методическое пособие. М.: Мир, 2005 [Volkov V.N. Fundamentals of ultrasound diagnostics: Teaching-methodical manual. Moscow: Мir, 2005 (In Russ.)].

45. Sheiner E., Freeman J., Abramowicz J.S. Acoustic output as measured by mechanical and thermal indices during routine obstetric ultrasound examinations. Journal of Ultrasound in Medicine. 2005;24:1665–1670.

46. Forward H., Yazar S., Hewitt A.W., Khan J., Mountain J.A., Pesudovs K., McKnight C.M., Tan A.X., Pennell C.E., Mackey D.A., Newnham J.P. Multiple prenatal ultrasound scans and ocular development: 20-year follow-up of a randomized controlled trial. Ultrasound Obstet Gynecol. 2014;44(2):166–170. DOI: 10.1002/uog.13399

47. Zha L, Chen K.Q., Zheng X.Z., Wu J. The safety and feasibility of diagnostic acoustic radiation force impulse elastography used for eyes. A preliminary in vivo study. Med Ultrason. 2017;19(2):185–189. DOI: 10.11152/mu-996

48. Silverman R.H., Lizzi F.L., Ursea B.G., Cozzarelli L., Ketterling J.A., Deng C.X., Folberg R., Coleman D.J. Safety levels for exposure of cornea and lens to very highfrequency ultrasound. Ultrasound Med Biol. 1987;13(10):607–618.

49. Urs R., Ketterling J.A., Silverman R.H. Ultrafast Ultrasound Imaging of Ocular Anatomy and Blood Flow. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2016;57(8):3810–3916. DOI: 10.1167/iovs.16-19538

50. Palte H.D., Gayer S., Arrieta E., Scot Shaw E., Nose I., Lee E., Arheart K.L., Dubovy S., Birnbach D.J., Parel J.M. Are ultrasound-guided ophthalmic blocks injurious to the eye? A comparative rabbit model study of two ultrasound devices evaluating intraorbital thermal and structural changes. Anesth Analg. 2012;115(1):194–201. DOI: 10.1213/ANE.0b013e318253622e

51. Слободин К.Э. Лучевая диагностика повреждений глаз: Руководство для врачей. СПб.: СпбМАПО, 2007. С. 52–54 [Slobodin K.E. Radiation diagnosis of eye injuries: A guide for doctors. St. Petersburg: SPbMAPO, 2007. P. 52–54 (In Russ.)].