Ультразвук

Ультразвуковая терапия (УЗТ)

Ультразвуковая терапия  (УЗT)  —  применение с лечебно-профилактической целью механических колебаний ультравысокой частоты (800-3000 кГц), называемых ультразвуком.

    В основе ультразвуковой терапии лежит специфический характер взаимодействия ультразвука с биологическими тканями.

Физическая характеристика

В физиотерапевтической практике используют ультразвуковые колебания частотой от 800 до 3000 кГц, в ультразвуковой хирургии — от 20 до 100 кГц. Дотирование осуществляется по интенсивности ультразвука, длительности воздействия, а также по режиму генерации ультразвука (непрерывный, импульсный). Интенсивность ультразвука до 0,4 Вт/см2 считается низкой, в пределах 0,5—0,8 Вт/см2 — средней, 0,9—1 Вт/см2 и выше — высокой. Как правило, в лечебных целях используют ультразвук интенсивностью не выше 1 Вт/см2. В непрерывном режиме генерируется поток ультразвуковых волн на протяжении всего времени воздействия. Импульсный режим предусматривает применение импульсов ультразвука с частотой 50 Гц и длительностью 2, 4 и 10 мс.

Поглощение ультразвука патологическими тканями зависит от их акустических свойств и частоты ультразвуковых колебаний. Интенсивность ультразвука частотой 800—900 кГц уменьшается примерно вдвое в мягких тканях на глубине 4—5 см, а при частоте около 3000 кГц — на глубине 1,5—2 см. Жировая ткань поглощает ультразвук примерно в 4 раза, мышечная — в 10 раз, а костная — в 75 раз сильнее, чем кровь. Наиболее сильное поглощение ультразвука наблюдается на границе тканей, обладающих разными акустическими свойствами (кожа — подкожная клетчатка, фасция — мышца, надкостница — кость). Поглощение ультразвука заметно меняется при изменении состояния ткани в связи с развитием в ней патологического процесса (отек, инфильтрация, фиброз и др.). На границах двух сред поглощается не только прямая, но и отраженная энергия. Слой воздуха 0, 01 мм почти полностью поглощает ультразвук, поэтому при проведении лечебных процедур для создания безвоздушного пространства применяются контактные среды. Скорость распространения ультразвука максимальная в твердых средах, минимальная — в газообразных. Ультразвук вызывает перепады давления — сжатие и разрежение среды. Разница в давлениях может достигать 260 кПа (2, 6 атм.). При больших интенсивностях ультразвука (в эксперименте) может возникать кавитация — разрыв тканей и жидкости с образованием полостей.

Механизм действия фактора

Основу физиологического и лечебного действия ультразвука составляют вызываемые им  механический,  тепловой  и  физико-химический  эффекты, соотношение между которыми зависит от интенсивности воздействия и условий его проведения. Важную роль играет и  нервно-рефлекторный  механизм влияния на организм.

Механическое действие  обусловлено высокочастотными колебаниями, которые передаются тканям, контактирующим с излучателем ультразвука. В результате происходит микровибрация, т.е. микромассаж на клеточном и субклеточном уровне. Это стимулирует функции клеточных элементов и всей клетки, ведет к повышению проницаемости клеточных мембран, разрыву слабых связей, уменьшению вязкости цитозоля, изменению микроциркуляции, разрыхлению соединительной ткани, ускорению диффузных процессов, повышению чувствительности клеток к физическим и химическим агентам. Данные эффекты происходят за счет изменения проводимости ионных каналов мембран клеток и усиления микропотоков метаболитов в цитозоле и органоидах, повышения проницаемости клеточных и внутриклеточных мембран. Наблюдается разрыв лизосом, выход ферментов, активация мембранных энзимов и, как результат, активация обменных процессов, тисотропные (разрыхление соединительной ткани), тиксотропные (переход геля в золь) эффекты. Высокочастотные механические колебания усиливают проницаемость гистогематических барьеров.

Тепловое действие  возникает в результате трансформации части поглощенной энергии ультразвуковых волн в тепло. Температура тканей повышается на 1 ° С, что сопровождается изменением активности ферментов, скорости биохимических реакций, диффузионных процессов и местного кровообращения. Характерно, что образование тепла происходит только на границах раздела сред. Тепло накапливается на границах различных сред (граница раздела тканей с различным акустическим импедансом), в тканях больше всего поглощающих УЗ-энергию (нервной, костной, богатых коллагеном фасциях) и в местах с недостаточным кровоснабжением. На теплообразование влияют условия озвучивания. Оно повышается при использовании непрерывного ультразвука, относительно повышения его интенсивности при стабильных воздействиях.

Физико-химическое действие  ультразвука определяется также механическим резонансом, под влиянием которого ускоряется движение молекул, усиливается их распад на ионы, изменяется изоэлектрическое состояние, образуются новые электрические поля, появляются свободные радикалы и различные продукты сонолиза биологических растворителей. Возникают электронные возбужденные состояния, активируется перекисное окисление липидов, изменяется ферментативная активность и активность митохондрий, стимулируются физико-химических и биохимических процессов в тканях, активизируются обмен веществ, увеличивается количество простагландинов группы Р2а, изменяется рН тканей, из тучных клеток высвобождаются БАВ — гистамин, серотонин, гепарин. Ультразвук стимулирует тканевое дыхание и окислительные процессы в тканях, оказывает нормализующее влияние на углеводный, жировой и минеральный обмен. Эти изменения во многом определяют стимулирующее влияние ультразвука на процессы физиологической и репаративной регенерации.

Физиологические эффекты

При воздействии ультразвука на ткани выделяют следующие  фазы ответной реакции:

1. Фаза непосредственного воздействия  при отпуске процедуры.  Наблюдается микроальтерация клеточных структур, тисотропный и тиксотропные эффекты, проявляется механическое, физико-химическое и тепловое действие.
2. Фаза преобладания стресс-индуцирующей системы.  Ее длительность ограничена в течение первых 4 часов после воздействия. Концентрация инсулина в крови падает. БАВ и гормоны переходят в свободное состояние (провоспалительный эффект УЗ). Возрастает экскреция липидов и хлоридов, увеличивается потоотделение, диурез, снижается рН кожи, преобладают катаболические процессы, активизируется моторная функция ЖКТ. Повышается фагоцитарная функция лейкоцитов, наблюдается бактерицидное действие УЗ на лептоспиры и вирусы за счет повреждения клеточной оболочки микроорганизмов. Активируются механизмы неспецифической иммунологической реактивности организма, повышается проводимость афферентных нервных проводников.
3. Фаза преобладания стресс-лимитирующей  системы.  Ее период 4-12 часов после УЗТ. Наблюдается преобладание антиокислительной системы, снижается в крови уровень кортизола и АКТГ, растет концентрация простагландина Е и инсулина в крови, в связи с чем усиливаются синтетические процессы в тканях, ускоряются репаративные процессы за счет усиления метаболизма клеток, проявляется антиспастическое действие.
4. Фаза усиления компенсаторно-приспособительных процессов.  Она продолжается с 12 до 24 часов после воздействия. Наблюдается усиление активности митохондрий, тканевого дыхания, пентозно-фосфатного пути обмена углеводов, растет количество митозов в клетках, усиливается лимфо- и кровообращение.
5. Поздний следовой период.  Он длится в течение 3 месяцев. Наблюдается оживление обмена белков и нуклеотидов, а также активация всех видов обмена.

Лечебные эффекты УЗТ

Ультразвук относится к числу активных физических факторов, оказывающих многостороннее влияние на различные органы и системы. Являясь адекватным физико-химическим раздражителем, ультразвук запускает разнообразные механизмы, приводящие внутреннюю среду организма в нормальные (физиологические) границы и способствующие развитию гомеостатических, компенсаторно-восстановительных и защитно-приспособительных реакций.

При воздействии ультразвуком на кожу наблюдается быстро проходящее слабо выраженное экссудативное воспаление, гиперемия, стимулируются обменные процессы, увеличивается число тучных клеток, усиливается жизнедеятельность камбиальных клеток, возрастает уровень кислых мукополисахаридов, повышается активность кожных желез, улучшаются реактивные свойства кожи.

Нервная система отличается высокой чувствительностью к ультразвуку. Он снижает чувствительность рецепторов, оказывает влияние на скорость проведения нервных импульсов, нормализует функциональное состояние вегетативной нервной системы.

Воздействие ультразвуком на область накожных проекций эндокринных желез вызывает активацию гормонопоэза и выброс в кровь повышенных количеств свободных форм гормонов, усиление деятельности гормонально зависимых процессов на периферии, возрастание общей неспецифической резистентности организма.

Действие ультразвука на сердечно-сосудистую систему проявляется в улучшении периферического кровообращения и микроциркуляции, небольшом снижении артериального давления, стимуляции кардиогемодинамики, учащении сердечной деятельности. Одновременно ультразвук положительно влияет на мкро- и микрореологию крови, функциональную активность эритроцитов и лейкоцитов.

Ультразвук ускоряет процессы регенерации и репарации, восстановление проводимости нервных волокон при травмах периферических нервов, рассасывание инфильтратов, травматических отеков, экссудатов и кровоизлияний, оказывает противовоспалительное (вторичный эффект), анальгетическое, ганглиоблокирующее, спазмолитическое, метаболическое, гипотензивное, десенсибилизирующее, фибринолитическое, дефиброзирующее и бактерицидное действие, повышает адсорбционные свойства кожи и усиливает адаптационно-трофические процессы в организме и регионарный кровоток.

Применение ультразвука

В хирургии, травматологии и ортопедии специальные ультразвуковые инструменты применяются для рассечения и «сварки» костей, мягких тканей и органов, для остеосинтеза поврежденных костей и суставов, проведения восстановительных и пластических операций, профилактики и лечения гнойной инфекции. Ультразвуковую обработку гнойного очага целесообразно производить после его хирургической и (в отдельных случаях) лазерной обработки. Обычно такая комбинация необходима при значительном распространении гнойно-воспалительного процесса и выраженных изменениях кожи и окружающих тканей.

В травматологии и ортопедии ультразвук. широко используют в комплексном лечении последствий травм органов опорно-двигательного аппарата, а также в восстановительном периоде после реконструктивных операций на суставах, мышцах, сухожилиях. Рассасывающую ультразвуковую терапию в импульсном режиме и небольших дозах применяют при гематомах и гемартрозе, начиная с 3—4-го дня после травмы. При этом воздействие направлено непосредственно на пораженные суставы, мышцы, сухожилия, нервы. Для усиления обезболивающего действия ультразвука при травмах назначают фонофорез анальгина.

Рассечение мягких тканей и внутренних органов производят ультразвуковым ножом, которым удобно осуществлять мягкую препаровку и отделение патологически измененных частей от нормальных. Ультразвуковой нож может быть использован в качестве «щупа» для нахождения в тканях инородных тел. Кости рассекают ультразвуковой пилой. Ею можно распиливать кости в любом направлении, а также в труднодоступных местах, где движению обычных механических или электрических пил мешают мягкие ткани и опасная близость кровеносных сосудов и нервов. Наложение операционных отверстий на черепе, позвоночнике, грудине, ребрах, трубчатых костях осуществляют ультразвуковыми трепанами. Сквозные отверстия в костях делают ультразвуковыми сверлами.

Применение ультразвука при консервативной терапии в урологии стало возможным с созданием специальных аппаратов, которые позволяют воздействовать на пораженный орган (предстательную железу, мочеиспускательный канал, мочевой пузырь) с помощью внутриполостных излучателей. Наибольшая эффективность достигается с помощью ультразвука интенсивностью 0,3—0,4 Вт/см2 в импульсном режиме 4—10 мс в течение 5—7 мин для больных хроническим циститом, простатитом и при послеоперационном недержании мочи; 0,8—1 Вт/см2 в непрерывном режиме в течение 8—10 мин, при болезни Пейрони и наличии конкремента в нижней трети мочеточника У. т. проводят ежедневно (всего 10—15 сеансов).

В гинекологии применяют внеполостные и полостные (влагалищные) методики. При внеполостных методиках ультразвуковые воздействия осуществляют в паховой, надлонной и гипогастральной областях. Влагалищную ультразвуковую терапию проводят с помощью специального влагалищного излучателя. При этом используют в основном малые и средние дозы ультразвука; большая интенсивность ультразвука (1 Вт/см2) показана при выраженном спаечном процессе.

В офтальмологии ультразвуковую терапию применяют при свежих деформирующих рубцах кожи, век и конъюнктивы, склеритах, иридоциклитах, инфильтратах и свежих помутнениях роговицы, кровоизлияниях в переднюю камеру и стекловидное тело (спустя 7—10 дней), рыхлых хрусталиковых массах в области зрачка и в передней камере после травм и операций, пигментной дегенерации сетчатки, частичной атрофии зрительного нерва. Процедуры проводятся ежедневно или через день (всего 10—20 процедур). Воздействие ультразвуком на глаз осуществляется через слой стерильного изотонического раствора хлорида натрия с помощью ванночек различной конструкции.

В дерматологии ультразвуковую терапию. используют при различных нейродермитах, трофических изменениях кожи, рубцово-спаечных процессах. Воздействие ультразвуком с частотой 2,64 мГц осуществляют в зоне очага поражения и соответствующих ему рефлексогенных паравертебральных областях. Для лечения заболеваний кожи применяют, как правило, ультразвук малой интенсивности, за исключением рубцово-спаечных процессов, при которых используют ультразвук интенсивностью до 1 Вт/см2.

При заболеваниях уха, горла и носа используют лабильную или стабильную методику. Ультразвуковое воздействие по лабильной методике проводят на кожу области поражения, по стабильной методике — эндоназально.

В стоматологии ультразвуковую терапию проводят при артрите и артрозе височно-нижнечелюстного сустава, гайморите, контрактуре жевательных мышц, пародонтозе, пародонтите, а также для обработки простых и гнойных ран. Курс лечения состоит из 10—12 процедур, которые проводят ежедневно или через день. Повторные курсы лечения можно проводить детям через 3—4 мес., взрослым через 2—3 мес.

Показана возможность увеличения радиочувствительности опухолевой ткани в результате предварительной обработки ультразвуком необходимой интенсивности. Перспективно применение фокусированного ультразвука, позволяющего локально разрушать патологически измененные структуры, лежащие в глубине здоровых тканей, раздражать кожные и глубинные воспринимающие нервные структуры и др.

Показания к ультразвуковой терапии

• неврологические проявления остеохондроза позвоночника (корешковом, корешково-сосудистом синдроме, миелопатии и др.);
• последствия заболеваний и травм периферической нервной системы, нейропатии, невралгии, ганглиониты, радикулит, травмы позвоночника и спинного мозга, рассеянный склероз, болезнь Рейно, заболевания и травмы суставов, мышц, сухожилий, сумочно-связочного аппарата;
• хронические неспецифические воспалительные заболевания бронхов и легких (бронхообструктивный синдром, дыхательная недостаточность, хронический бронхит, бронхиальная астма, хроническая пневмония), профессиональные заболевания легких, туберкулез легких;
• заболевания органов пищеварения (хронический гастрит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, хронический колит, холецистит, панкреатит, дискинезия кишечника);
• заболевания кожи (склеродермия, аллергические процессы, гиноидная липодистрофия);
• заболевания ЛОР-органов, заболевания и последствия операций и травм глаза, слизистой полости рта у больных на фоне сниженной реактивности организма, стоматологические заболевания;
• гинекологические и урологические заболевания (бесплодие, аднексит, мастит, простатит);
• хирургическая патология (келлоидные рубцы, спаечная болезнь, инфильтраты).