Ультразвукова терапія

Ультразвукова терапія (УЗТ) – це фізіотерапевтичний метод впливу за допомогою високочастотних механічних коливань частинок середовища. Ультразвук – це пружні механічні коливання частинок середовища з частотою вище 16 кГц, тобто лежать за межею чутності людського вуха.

Слухова система людини сприймає звук, механічні коливання, що не перевищують 16 кГц. Тварини, що ведуть нічний спосіб життя, живуть у печерах, воді, сприймають звуки вищих частот (32 кГц і вище) для обміну інформацією та ехолокації.

У природних умовах ультразвук виникає під час землетрусів, вивержень вулканів, а також під час технологічних процесів – роботи верстатів, ракетних двигунів тощо. Для технічних цілей ультразвук отримують за допомогою спеціальних випромінювачів. Залежно від джерела енергії їх поділяють на механічні та електричні. У механічних випромінювачах джерелом ультразвуку є енергія потоку, газу, рідини (свистки, сирени). В електричних перетворювачах ультразвук отримують шляхом подачі електричного струму на тіла, виготовлені із заліза, нікелю та інших матеріалів. П'єзоелектричний ефект лежить в основі випромінювачів, виготовлених з кварцових пластин, титаніту барію, турмаліну та інших матеріалів, які під впливом змінного електричного струму змінюють свої розміри та викликають механічні коливання середовища ультразвукової частоти.

Механізм дії ультразвуку

У фізіотерапії використовуються ультразвукові коливання в діапазоні 800-3000 кГц (0,8-3 МГц). У косметології частота ультразвукових коливань для будь-якого апарату фіксована. В основному використовується частота від 25-28 кГц до 3 МГц.

Функції ультразвуку

1. Механічна функція (специфічна дія ультразвукової хвилі). Пружні коливання ультразвукового діапазону, зумовлені високим градієнтом звукового тиску та значними зсувними напруженнями в біологічних тканинах, змінюють провідність іонних каналів мембран різних клітин та викликають мікропотоки метаболітів у цитозолі та органелах (мікромасаж тканин).

Механічний вплив ультразвуку на тканинному рівні:

• прискорення місцевого кровообігу;
• прискорення лімфотоку;
• нормалізація процесів утворення колагену та еластину (волокна колагену та еластину, що утворюються під впливом ультразвукових коливань, мають еластичність та міцність, збільшені в 2 і більше разів порівняно з неозвученою тканиною);
• стимуляція нервової системи (зменшення компресії ноцицептивних нервових провідників у зоні впливу).

На клітинному рівні під впливом ультразвукових хвиль відбуваються такі процеси:

• розрив міцних і слабких міжмолекулярних зв'язків;
• зниження в'язкості цитозолю (тиксотропія);
• перехід іонів та біологічно активних сполук у вільний стан,
• збільшення зв'язування біологічно активних речовин,
• активація механізмів неспецифічної імунорезистентності;
• активація мембранних ферментів (включаючи активацію лізосомних ферментів клітин);
• деполімеризація гіалуронової кислоти (зменшення та запобігання міжтканинним застоям);
• генерація акустичних мікропотоків;
• зміна структури води;
• стимуляція цитоплазматичного руху, обертання мітохондрій та вібрації клітинного ядра,
• збільшення проникності клітинної мембрани.

Ультразвуково-прискорений рух біологічних молекул у клітинах підвищує ймовірність їхньої участі в метаболічних процесах. Зміна функціональних властивостей механочутливих іонних каналів клітинного цитоскелету, що відбувається під впливом ультразвукових коливань, збільшує швидкість транспорту метаболітів та ферментативну активність лізосомних ферментів, а також стимулює репаративну регенерацію тканин.

2. При збільшенні інтенсивності ультразвуку на межі гетерогенних біологічних середовищ утворюються затухаючі зсувні (поперечні) хвилі та виділяється велика кількість тепла – теплова функція ультразвуку.

Через значне поглинання енергії ультразвукових коливань у тканинах, що містять молекули з великими лінійними розмірами, температура підвищується на 1°C.

Найбільша кількість тепла виділяється не в товщі однорідних тканин, а на межі розділу тканин з різним акустичним імпедансом – у багатих на колаген поверхневих шарах шкіри, фасціях, рубцях, зв'язках, синовіальних оболонках, суглобовому меніску та окісті, що підвищує їхню еластичність та розширює діапазон фізіологічних напружень (вібротермоліз). Локальне розширення судин мікроциркуляторного русла призводить до збільшення об'ємного кровотоку в погано васкуляризованих тканинах (у 2-3 рази), посилення метаболізму, покращення еластичності шкіри та зменшення набряків.

Приблизно 80% тепла поглинається та виводиться кровотоком, решта 20% розсіюється в сусідні тканини. Пацієнти відчувають легке відчуття тепла під час процедури.

Термічний вплив на тканинному та клітинному рівні:

• зміна процесів дифузії;
• зміна швидкості біохімічних реакцій;
• виникнення градієнтів температури (до 1°C);
• прискорення мікроциркуляції.

Співвідношення теплової та нетеплової складових дії ультразвукових коливань визначається інтенсивністю випромінювання або режимом (безперервним чи імпульсним) дії.

3. Фізико-хімічна функція. Біохімічна функція ультразвуку головним чином зумовлена реакційною здатністю анаболізму та катаболізму.

Анаболізм – це процес, який централізує ідентичні та подібні молекули. Малі дози ультразвуку прискорюють синтез білка всередині клітин, відновлюють пошкоджені, запалені тканини, тоді як терапевтичні дози сприяють синтезу еластинових та колагенових волокон, посилюють кровообіг, розслаблюють сполучну тканину та підвищують її функцію, посилюють протизапальну, розсмоктуючу, знеболювальну та спазмолітичну дію.

Катаболізм – це процес, який зменшує в'язкість та кількість великих молекул (що дозволяє зменшити концентрацію лікарської речовини, косметичного засобу) та прискорює їх утилізацію. Також зазначається, що ультразвук має такі ефекти:

• діє як каталізатор;
• прискорює процес метаболізму;
• змінює значення pH тканин на лужне (знімає запальні процеси в шкірі після впливу кислоти);
• сприяє утворенню біологічно активних речовин;
• сприяє зв'язуванню вільних радикалів;
• розщеплює молекули ліків;
• бактерицидна дія (завдяки проникненню ультразвукових хвиль та лікарських речовин у бактеріальне середовище).