Θεραπεία με υπερήχους

Η θεραπεία με υπερήχους (UZT) είναι μια φυσιοθεραπευτική μέθοδος επίδρασης που χρησιμοποιεί μηχανικές δονήσεις υψηλής συχνότητας σωματιδίων του μέσου. Ο υπέρηχος είναι ελαστικές μηχανικές δονήσεις σωματιδίων του μέσου με συχνότητα υψηλότερη από 16 kHz, δηλαδή που βρίσκονται πέρα από το όριο ακοής του ανθρώπινου αυτιού.

Το ανθρώπινο ακουστικό σύστημα αντιλαμβάνεται ήχους, μηχανικές δονήσεις που δεν υπερβαίνουν τα 16 kHz. Τα ζώα που ακολουθούν νυχτερινό τρόπο ζωής, ζουν σε σπηλιές, νερό, αντιλαμβάνονται ήχους υψηλότερων συχνοτήτων (32 kHz και υψηλότερες) για ανταλλαγή πληροφοριών και ηχοεντοπισμό.

Σε φυσικές συνθήκες, οι υπέρηχοι εμφανίζονται κατά τη διάρκεια σεισμών, ηφαιστειακών εκρήξεων και κατά τη διάρκεια τεχνολογικών διεργασιών - λειτουργίας εργαλειομηχανών, πυραυλοκινητήρων κ.λπ. Για τεχνικούς σκοπούς, οι υπέρηχοι λαμβάνονται χρησιμοποιώντας ειδικούς εκπομπούς. Ανάλογα με την πηγή ενέργειας, χωρίζονται σε μηχανικούς και ηλεκτρικούς. Στους μηχανικούς εκπομπούς, η πηγή υπερήχων είναι η ενέργεια μιας ροής, αερίου, υγρού (σφυρίχτρες, σειρήνες). Στους ηλεκτρικούς μετατροπείς, οι υπέρηχοι λαμβάνονται με την εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος σε σώματα κατασκευασμένα από σίδηρο, νικέλιο και άλλα υλικά. Το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο είναι η βάση των εκπομπών κατασκευασμένων από πλάκες χαλαζία, τιτανίτη βαρίου, τουρμαλίνη και άλλα υλικά που, υπό την επίδραση εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος, αλλάζουν τις διαστάσεις τους και προκαλούν μηχανικές δονήσεις του μέσου υπερηχητικής συχνότητας.

Μηχανισμός δράσης των υπερήχων

Η φυσικοθεραπεία χρησιμοποιεί υπερηχητικές δονήσεις στην περιοχή των 800-3000 kHz (0,8-3 MHz). Στην κοσμετολογία, η συχνότητα των υπερηχητικών δονήσεων για οποιαδήποτε συσκευή είναι σταθερή. Βασικά, χρησιμοποιείται η συχνότητα από 25-28 kHz έως 3 MHz.

Λειτουργίες υπερήχων

1. Μηχανική λειτουργία (ειδική δράση του υπερηχητικού κύματος). Οι ελαστικές δονήσεις της υπερηχητικής περιοχής λόγω της υψηλής κλίσης της ηχητικής πίεσης και των σημαντικών διατμητικών τάσεων στους βιολογικούς ιστούς αλλάζουν την αγωγιμότητα των ιοντικών διαύλων των μεμβρανών διαφορετικών κυττάρων και προκαλούν μικροροές μεταβολιτών στο κυτταρόπλασμα και τα οργανίδια (μικρομασάζ ιστών).

Μηχανικές επιδράσεις των υπερήχων σε επίπεδο ιστού:

• επιτάχυνση της τοπικής κυκλοφορίας του αίματος.
• επιτάχυνση της λεμφικής ροής.
• ομαλοποίηση των διεργασιών σχηματισμού κολλαγόνου και ελαστίνης (οι ίνες κολλαγόνου και ελαστίνης που σχηματίζονται υπό την επίδραση υπερηχητικών δονήσεων έχουν ελαστικότητα και αντοχή αυξημένη κατά 2 ή περισσότερες φορές σε σύγκριση με τον μη ηχομονωμένο ιστό).
• διέγερση του νευρικού συστήματος (μείωση της συμπίεσης των νευρικών αγωγών του πόνου στην περιοχή πρόσκρουσης).

Σε κυτταρικό επίπεδο, οι ακόλουθες διεργασίες συμβαίνουν υπό την επίδραση υπερηχητικών κυμάτων:

• διάσπαση ισχυρών και ασθενών διαμοριακών δεσμών·
• μείωση του ιξώδους του κυτοσολίου (θιξοτροπία).
• η μετάβαση ιόντων και βιολογικά δραστικών ενώσεων σε ελεύθερη κατάσταση,
• αύξηση της δέσμευσης βιολογικά δραστικών ουσιών,
• ενεργοποίηση μη ειδικών μηχανισμών ανοσοαντίστασης·
• ενεργοποίηση μεμβρανικών ενζύμων (συμπεριλαμβανομένης της ενεργοποίησης λυσοσωμικών ενζύμων των κυττάρων)
• αποπολυμερισμός του υαλουρονικού οξέος (μείωση και πρόληψη της διαιστοματικής συμφόρησης)
• παραγωγή ακουστικών μικρορευμάτων·
• αλλαγή στη δομή του νερού·
• διέγερση της κυτταροπλασματικής κίνησης, της μιτοχονδριακής περιστροφής και της δόνησης του κυτταρικού πυρήνα,
• αυξάνοντας τη διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης.

Η επιταχυνόμενη από υπερήχους κίνηση βιολογικών μορίων στα κύτταρα αυξάνει την πιθανότητα συμμετοχής τους σε μεταβολικές διεργασίες. Η αλλαγή στις λειτουργικές ιδιότητες των μηχανοευαίσθητων ιοντικών καναλιών του κυτταροσκελετού του κυττάρου που συμβαίνει υπό την επίδραση υπερηχητικών δονήσεων αυξάνει τον ρυθμό μεταφοράς μεταβολιτών και την ενζυμική δραστηριότητα των λυσοσωμικών ενζύμων και διεγείρει την επανορθωτική αναγέννηση των ιστών.

2. Όταν η ένταση των υπερήχων αυξάνεται στα όρια ετερογενών βιολογικών μέσων, σχηματίζονται εξασθενητικά κύματα διάτμησης (εγκάρσια) και απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα θερμότητας - η θερμική λειτουργία των υπερήχων.

Λόγω της σημαντικής απορρόφησης της ενέργειας των υπερηχητικών κραδασμών σε ιστούς που περιέχουν μόρια με μεγάλες γραμμικές διαστάσεις, η θερμοκρασία αυξάνεται κατά 1°C.

Η μεγαλύτερη ποσότητα θερμότητας απελευθερώνεται όχι στο πάχος ομοιογενών ιστών, αλλά στις διεπαφές ιστών με διαφορετική ακουστική σύνθετη αντίσταση - σε πλούσια σε κολλαγόνο επιφανειακά στρώματα του δέρματος, περιτονία, ουλές, συνδέσμους, αρθρικές μεμβράνες, αρθρικό μηνίσκο και περιόστεο, γεγονός που αυξάνει την ελαστικότητά τους και διευρύνει το εύρος των φυσιολογικών καταπονήσεων (βιοαδελφόλυση). Η τοπική διαστολή των αγγείων της μικροκυκλοφορικής κοίτης οδηγεί σε αύξηση της ογκομετρικής ροής αίματος σε ιστούς με κακή αγγείωση (κατά 2-3 φορές), αυξημένο μεταβολισμό, βελτιωμένη ελαστικότητα του δέρματος και μειωμένο οίδημα.

Περίπου το 80% της θερμότητας απορροφάται και παρασύρεται από την κυκλοφορία του αίματος, ενώ το υπόλοιπο 20% διαχέεται στους κοντινούς ιστούς. Οι ασθενείς αισθάνονται μια ελαφριά αίσθηση θέρμανσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Θερμικές επιδράσεις σε επίπεδο ιστών και κυττάρων:

• αλλαγή στις διαδικασίες διάχυσης·
• αλλαγή στον ρυθμό των βιοχημικών αντιδράσεων.
• εμφάνιση διακυμάνσεων θερμοκρασίας (έως 1 C).
• επιτάχυνση της μικροκυκλοφορίας.

Η αναλογία θερμικών και μη θερμικών συνιστωσών της δράσης των υπερηχητικών δονήσεων καθορίζεται από την ένταση της ακτινοβολίας ή τον τρόπο (συνεχή ή παλμική) δράσης.

3. Φυσικοχημική λειτουργία. Η βιοχημική λειτουργία των υπερήχων προέρχεται κυρίως από την αντιδραστική ικανότητα του αναβολισμού και του καταβολισμού.

Ο αναβολισμός είναι μια διαδικασία που συγκεντρώνει πανομοιότυπα και παρόμοια μόρια. Μικρές δόσεις υπερήχων επιταχύνουν τη σύνθεση πρωτεϊνών στο εσωτερικό των κυττάρων, αποκαθιστούν τραυματισμένους, φλεγμονώδεις ιστούς, ενώ οι θεραπευτικές δόσεις προάγουν τη σύνθεση ινών ελαστίνης και κολλαγόνου, ενισχύουν την κυκλοφορία του αίματος, χαλαρώνουν τον συνδετικό ιστό και αυξάνουν τη λειτουργία του, αυξάνουν τις αντιφλεγμονώδεις, διαλυτικές, αναλγητικές και αντισπασμωδικές επιδράσεις.

Ο καταβολισμός είναι μια διαδικασία που μειώνει το ιξώδες και την ποσότητα μεγάλων μορίων (έτσι ώστε να μειωθεί η συγκέντρωση μιας φαρμακευτικής ουσίας, ενός καλλυντικού προϊόντος) και επιταχύνει την αξιοποίησή τους. Σημειώνεται επίσης ότι οι υπέρηχοι έχουν τις ακόλουθες επιδράσεις:

• λειτουργεί ως καταλύτης·
• επιταχύνει τη μεταβολική διαδικασία.
• αλλάζει την τιμή pH των ιστών σε αλκάλια (ανακουφίζει από τις φλεγμονώδεις διεργασίες στο δέρμα μετά από έκθεση σε οξύ).
• προάγει τον σχηματισμό βιολογικά δραστικών ουσιών.
• προάγει τη δέσμευση των ελεύθερων ριζών.
• διασπά τα μόρια φαρμάκων.
• βακτηριοκτόνο δράση (λόγω της διείσδυσης υπερηχητικών κυμάτων και φαρμάκων στο βακτηριακό περιβάλλον).