Ултразвукова терапия, резюме
един. БИОФИЗИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЛТРАЗВУК
Ултразвукът е доста голяма площ от механични вибрации, които са извън прага на слуха на човешкото ухо (от 16 kHz до 1000 MHz). Графично тя е изобразена като синусоида, чиито положителни полувълни съответстват на компресията в средата, а отрицателните - на нейното разреждане.
Ултразвукът се получава с помощта на обратния пиезоелектричен ефект, чиято физическа същност е, че когато се прилага върху крайната повърхност на плоча от кварц, бариев титанат (тибар) или друг пиезо кристал с променливо електрическо напрежение, плочата периодично променя дебелината си ( компресия - опън). На свой ред това води до факта, че в слоевете на околната среда, съседни на плочата, има или разреждане, или удебеляване на частиците на средата, тоест се образуват механични вибрации на ултразвуковата честота. Ултразвуковите вълни са способни да отразяват от границите на различна среда, имат свойствата на фокусиране, дифракция и смущения. Ако акустичното съпротивление на средата се различава рязко, тогава отражението и пречупването на ултразвука значително се увеличават. Това се случва на границата на биологичните тъкани и въздуха. Освен това ултразвукът се абсорбира силно от въздуха. Оттук следва основното и най-важно изискване за метода на ултразвуковата терапия - осигуряването на безвъздушен контакт на ултразвуковия излъчвател с откритата зона на тялото. За тези цели се използват така наречените контактни среди: вазелин, глицерин, ланолин, дегазирана вода или техни смеси. Отражението на ултразвуковите вълни зависи и от ъгъла на тяхното падане върху засегнатата област. Колкото повече този ъгъл се отклонява от перпендикуляра, изтеглен към повърхността на средата, толкова по-голям е коефициентът на отражение. Следователно, по време на процедурата, ултразвуковият излъчвател трябва да докосне кожата с цялата си повърхност, тъй като само в този случай е възможно ефективно да се прехвърли енергия към тъканите. Дълбочината на проникване на ултразвука зависи от неговата честота и от характеристиките (акустичната плътност) на самите тъкани. Общоприето е, че при условия на интегрален организъм ултразвукът с честота 800-1000 kHz се разпространява на дълбочина 8-10 см, а при честота 2500-3000 kHz - с 1,0-3,0 см. Ултразвукът се абсорбира от тъкани неравномерно: колкото по-висока е акустичната плътност, толкова по-ниска е абсорбцията. При патологични процеси абсорбцията на ултразвук се променя. В случай на оток на тъканите коефициентът на абсорбция намалява и при инфилтрация с клетъчни елементи се увеличава. Абсорбцията на ултразвук се дължи на вътрешно спиране, триене и сблъсъци на вибриращи частици на средата.
Най-важните физически характеристики на ултразвука, най-често взети предвид при терапевтичното му използване, са следните:
-- честота, показваща броя на пълните трептения на частиците на средата за единица време и обикновено се изразява в килохерци (kHz); апаратите за ултразвукова терапия днес работят предимно на фиксирани честоти (880; 2640 kHz и др.);
-- силата (или интензивността) на ултразвука, която се разбира като енергията, преминаваща през площ от 1 cm 2 за 1 s; по-често в медицината се изразява в W/cm 2 (1 W/cm 2 = 1 erg/(s · cm 2)); за терапевтични цели се използва ултразвук с интензивност от 0,05 до 1,0-1,2 W/cm 2;
-- амплитудата на изместване (амплитудата на ултразвуковата вълна), която показва максималното отклонение на частиците на средата от положението на равновесие: колкото по-голямо е, толкова по-значителни промени настъпват в тъканите;
-- работен цикъл, което е съотношението на периода на повторение на импулса (в домашни устройства е 20 ms) към продължителността на импулса (в домашни устройства е 2,4 и 10 ms, и следователно работният цикъл е съответно 10,5 и 2); колкото по-висок е дежурният цикъл, толкова по-малко е натоварването върху тялото на пациента.
2. МЕХАНИЗМИ НА ФИЗИОЛОГИЧНО И МЕДИЦИНСКО ДЕЙСТВИЕ НА УЛТРАЗВУК
По време на ултразвуковата терапия върху човешкото тяло действат три фактора: механичен, термичен и физико-химичен.
Механичният фактор, причинен от променливо акустично налягане поради редуването на зоните на компресия и разреждане на веществото, се проявява във вибрационния "микромасаж" на тъканите на клетъчно и субклетъчно ниво. В същото време се наблюдава увеличаване на пропускливостта на клетъчните мембрани, хистохематогенни бариери, разкъсване на слаби междумолекулни връзки, намаляване на вискозитета на цитозола (тиксотропен ефект), промяна в микроциркулацията и структурата на колагена на тъканите, неговото разхлабване, повишаване на функционалната активност на кръвните клетки. Ултразвукът предизвиква акустични микропотоци в цитозола, движението на вътреклетъчните включвания, което е придружено от стимулиране на функциите на клетъчните елементи и клетката като цяло.
Термичният ефект се дължи на превръщането на абсорбираната механична енергия на ултразвуковите вълни в топлина. В момента той получава второстепенна роля. Повишаването на температурата води до промяна в активността на ензимите, скоростта на биохимичните реакции и дифузионните процеси и подобряване на микроциркулацията.
Физикохимичният фактор се проявява в промяна във физикохимичните, биохимичните и биофизичните процеси. Ултразвукът се превръща в техния вид катализатор. Това води до образуването на свободни радикали и биологично активни вещества, стимулиране на окислително-възстановителните процеси, промяна в рН и ензимната активност, увеличаване на дисперсията на клетъчните колоиди и др.
И трите фактора са тясно взаимосвързани. Рефлекторните механизми (неврогенен фактор) също участват във формирането на реакциите на организма. Биологичният ефект на ултразвука зависи от неговата доза, която може да бъде стимулираща, потискаща или дори разрушителна за тъканите. Най-подходящите за терапевтични и профилактични ефекти са малки дози ултразвук (до 1,2 W/cm 2), особено в импулсен режим. Те са способни да предизвикат аналгетичен, антиспастичен, вазодилатиращ, резорбционен, противовъзпалителен, десенсибилизиращ ефект. Когато се прилага в засегнатата област, се активира циркулацията на кръвта и лимфата, увеличава се фагоцитозата, активират се механизмите на общата и имунологична реактивност на тялото, ускоряват се процесите на репаративна регенерация и функциите на ендокринните органи, предимно надбъбречните жлези, се стимулират. Има хипотензивни и бронходилататорни ефекти, нормализиране на функцията на външното дишане, подобряване на двигателните, евакуационни и абсорбционни функции на стомаха и червата и увеличаване на отделянето на урина. Ултразвукът има деполимеризиращ и фибризиращ ефект върху уплътнената и склерозирана тъкан и поради това се използва успешно при лечение на белези, келоиди, контрактури на ставите. Повишава съдовата и епителната пропускливост, което послужи като основа за комбинираното използване на фактора с лекарствени вещества и обосновка на фонофорезата.