Ultraskaņas terapija

Ultraskaņas terapija (UZT) ir fizioterapeitiska iedarbības metode, kurā tiek izmantotas vides daļiņu augstfrekvences mehāniskās vibrācijas. Ultraskaņa ir vides daļiņu elastīgas mehāniskas vibrācijas ar frekvenci, kas augstāka par 16 kHz, t.i., atrodas ārpus cilvēka auss dzirdamības robežām.

Cilvēka dzirdes sistēma uztver skaņu, mehāniskās vibrācijas, kas nepārsniedz 16 kHz. Dzīvnieki, kas piekopj nakts dzīvesveidu, dzīvo alās, ūdenī, uztver augstākas frekvences (32 kHz un augstākas) skaņas informācijas apmaiņai un eholokācijai.

Dabiskos apstākļos ultraskaņa rodas zemestrīču, vulkānu izvirdumu laikā, kā arī tehnoloģisko procesu laikā - darbgaldu, raķešu dzinēju u.c. darbības laikā. Tehniskiem nolūkiem ultraskaņu iegūst, izmantojot īpašus emitētājus. Atkarībā no enerģijas avota tie tiek iedalīti mehāniskajos un elektriskajos. Mehāniskajos emitētājus ultraskaņas avots ir plūsmas, gāzes, šķidruma (svilpes, sirēnas) enerģija. Elektriskajos pārveidotājos ultraskaņu iegūst, pievadot elektrisko strāvu ķermeņiem, kas izgatavoti no dzelzs, niķeļa un citiem materiāliem. Pjezoelektriskais efekts ir pamatā emitētājiem, kas izgatavoti no kvarca plāksnēm, bārija titanīta, turmalīna un citiem materiāliem, kuri maiņstrāvas elektriskās strāvas ietekmē maina savus izmērus un izraisa ultraskaņas frekvences vides mehāniskas vibrācijas.

Ultraskaņas darbības mehānisms

Fizioterapijā tiek izmantotas ultraskaņas vibrācijas 800–3000 kHz (0,8–3 MHz) diapazonā. Kosmetoloģijā jebkurai ierīcei ultraskaņas vibrāciju frekvence ir fiksēta. Pamatā tiek izmantota frekvence no 25–28 kHz līdz 3 MHz.

Ultraskaņas funkcijas

1. Mehāniskā funkcija (ultraskaņas viļņa specifiskā darbība). Ultraskaņas diapazona elastīgās vibrācijas, ko izraisa augsts skaņas spiediena gradients un ievērojami bīdes spriegumi bioloģiskajos audos, maina dažādu šūnu membrānu jonu kanālu vadītspēju un izraisa metabolītu mikroplūsmas citozolā un organellās (audu mikromasāža).

Ultraskaņas mehāniskā iedarbība audu līmenī:

• lokālās asinsrites paātrināšana;
• limfas plūsmas paātrināšanās;
• kolagēna un elastīna veidošanās procesu normalizēšana (ultraskaņas vibrāciju ietekmē veidotajām kolagēna un elastīna šķiedrām ir 2 vai vairāk reizes lielāka elastība un izturība, salīdzinot ar neapstrādātiem audiem);
• nervu sistēmas stimulācija (nociceptīvo nervu vadītāju saspiešanas samazināšana trieciena zonā).

Šūnu līmenī ultraskaņas viļņu ietekmē notiek šādi procesi:

• spēcīgu un vāju starpmolekulāro saišu pārraušana;
• citozola viskozitātes samazināšanās (tiksotropija);
• jonu un bioloģiski aktīvo savienojumu pāreja brīvā stāvoklī,
• palielinot bioloģiski aktīvo vielu saistīšanās spēju,
• nespecifisku imunorezistences mehānismu aktivizēšana;
• membrānas enzīmu aktivācija (ieskaitot šūnu lizosomu enzīmu aktivāciju);
• hialuronskābes depolimerizācija (starpsavienojumu sastrēguma samazināšana un novēršana);
• akustisko mikrostraumes ģenerēšana;
• ūdens struktūras izmaiņas;
• citoplazmas kustības, mitohondriju rotācijas un šūnu kodola vibrācijas stimulēšana,
• palielinot šūnu membrānas caurlaidību.

Ar ultraskaņu paātrināta bioloģisko molekulu kustība šūnās palielina to dalības varbūtību vielmaiņas procesos. Šūnu citoskeleta mehānojutīgo jonu kanālu funkcionālo īpašību izmaiņas, kas notiek ultraskaņas vibrāciju ietekmē, palielina metabolītu transporta ātrumu un lizosomu enzīmu fermentatīvo aktivitāti, kā arī stimulē audu reparatīvo reģenerāciju.

2. Kad ultraskaņas intensitāte palielinās heterogēnu bioloģisko barotņu robežās, veidojas vājinoši bīdes (šķērsvirziena) viļņi un izdalās liels siltuma daudzums - ultraskaņas termiskā funkcija.

Sakarā ar ievērojamu ultraskaņas vibrācijas enerģijas absorbciju audos, kas satur molekulas ar lieliem lineāriem izmēriem, temperatūra paaugstinās par 1 °C.

Vislielākais siltuma daudzums netiek izdalīts homogēnu audu biezumā, bet gan audu ar atšķirīgu akustisko pretestību saskarnēs - kolagēna bagātajos ādas virsējos slāņos, fascijās, rētās, saitēs, sinoviālajās membrānās, locītavu meniskā un periosteumā, kas palielina to elastību un paplašina fizioloģisko spriegumu diapazonu (vibrotermolīze). Mikrocirkulācijas gultnes asinsvadu lokāla paplašināšanās noved pie tilpuma asins plūsmas palielināšanās slikti vaskularizētos audos (2-3 reizes), vielmaiņas paātrināšanās, ādas elastības uzlabošanās un tūskas samazināšanās.

Aptuveni 80% siltuma tiek absorbēti un aizvadīti ar asinsriti, atlikušie 20% tiek izkliedēti tuvējos audos. Procedūras laikā pacienti jūt nelielu siltuma sajūtu.

Termiskā iedarbība audu un šūnu līmenī:

• difūzijas procesu izmaiņas;
• bioķīmisko reakciju ātruma izmaiņas;
• temperatūras gradientu rašanās (līdz 1 °C);
• mikrocirkulācijas paātrināšanās.

Ultraskaņas vibrāciju darbības termisko un netermisko komponentu attiecību nosaka starojuma intensitāte vai darbības režīms (nepārtraukta vai impulsa).

3. Fizikāli ķīmiskā funkcija. Ultraskaņas bioķīmiskā funkcija galvenokārt rodas no anabolisma un katabolisma reaktīvās spējas.

Anabolisms ir process, kurā centralizējas identiskas un līdzīgas molekulas. Nelielas ultraskaņas devas paātrina olbaltumvielu sintēzi šūnās, atjauno ievainotos, iekaisušos audus, savukārt terapeitiskās devas veicina elastīna un kolagēna šķiedru sintēzi, uzlabo asinsriti, atslābina saistaudus un palielina to funkcijas, pastiprina pretiekaisuma, rezorbcijas, pretsāpju un spazmolītisko iedarbību.

Katabolisms ir process, kas samazina lielo molekulu viskozitāti un daudzumu (lai varētu samazināt zāļu vielas, kosmētikas līdzekļa koncentrāciju) un paātrina to izmantošanu. Tiek arī atzīmēts, ka ultraskaņai ir šāda iedarbība:

• darbojas kā katalizators;
• paātrina vielmaiņas procesus;
• maina audu pH vērtību uz sārmainu (mazina iekaisuma procesus ādā pēc skābes iedarbības);
• veicina bioloģiski aktīvo vielu veidošanos;
• veicina brīvo radikāļu saistīšanos;
• sadala zāļu molekulas;
• baktericīda iedarbība (ultraskaņas viļņu un zāļu iekļūšanas baktēriju vidē dēļ).