Czym są ultradźwięki - fizyczne podstawy działania fali ultradźwiękowej (UD)

Istotą fal akustycznych są drgania cząsteczek środowiska. Fale dźwiękowe tworzone są więc przez perdiodyczne drgania cząsteczek ciał stałych, cieczy lub gazów. Drgania w zakresie od 16 do 20 000Hz tworzą dźwięki słyszane przez człowieka. Częstotliwości mniejsze tworzą infradźwięki, a większe to właśnie ultradźwięki. Nie wywołują one u człowieka wrażeń słuchowych jednak mogą w inny sposób wpływać na organizm ludzki. Istotą biologicznego oddziaływania ultradźwięków na tkanki jest naprzemienne zagęszczanie i rozrzedzanie ośrodka, a co za tym idzie powstanie zmiennego ciśnienia fali akustycznej.

Prędkość rozchodzenia się fali ultradźwiękowej zależna jest od gęstości ośrodka materialnego. Biologicznie rzecz ujmując ultradźwięki rozchodzą się w ciele z różną prędkością w zależności od tego na jaką tkankę kierowane jest ich oddziaływanie. W wodzie i tkankach miękkich ta prędkość jest zdecydowanie mniejsza niż w tkance kostnej czy żelazie. Fala ultradźwiękowa docierając na granice dwóch  ośrodków ulega częściowemu odbiciu, reszta fali przechodząc przez tą granice zmienia prędkość i kierunek oddziaływania.

Najsilniejsze działanie UD ma miejsce właśnie na granicy ośrodków – np. w miejscu przejścia tkanek miękkich w kości. Tam też dochodzi do najintensywniejszego wytwarzania ciepła. Nieprawidłowe przeprowadzenie zabiegu z użyciem głowicy ultradźwiękowej może spowodować więc uszkodzenie tkanek, szczególnie w miejscach granicznych. Energia cieplna wytworzona przez mechaniczne działanie ultradźwięków ulega absorbcji w tkankach, przy czym najsilniej pochłaniana jest przez tkankę kostną, a najmniej przez komórki tkanki tłuszczowej. Oprócz rodzaju środowiska na jakie oddziałujemy istotna jest głębokość jego położenia. W zależności od  częstotliwości UD ulegają one absorbcji na różnych głębokościach. Im większa częstotliwość drgań, tym intensywniejsza ich absorbcja, a co za tym idzie bardziej powierzchowne oddziaływanie. Fala ultradźwiękowa o częstotliwości 1MHz dociera więc głęboko, a o wartości 3MHz oddziałuje na tkanki powierzchowne.

Biologiczne działanie ultradźwięków i ich zastosowanie w rehabilitacji

Biologiczne odziaływanie fal ultradźwiękowych na tkanki jest działaniem kompleksowym, a jego składowe tworzą działanie cieplne, mechaniczne i fizykochemiczne. Działanie biologiczne tej formy leczenia fizykalnego składa się z pierwotnego, miejscowego oddziaływania na tkanki oraz wtórnego działania ogólnego na podłożu zmian w układzie nerwowo-humoralnym. Ciepło powstające na skutek działania ultradźwięków rozszerza naczynia krwionośne dzięki czemu dochodzi do lepszego utlenowania i odżywienia tkanek, a także przyspieszenia miejscowych procesów przemiany materii – dostarczenie substancji odżywczych i usunięcie negatywnych metabolitów jest zdecydowanie bardziej wydajne. Dochodzi także do rozluźnienia mięśni okolicy zabiegowej. Dodatkowo ultradźwięki powodują zmianę stanu koloidalnego białek, poprawiają rozciągliwość włókien kolagenowych, przyspieszają gojenie się ran, a także działają przeciwbólowo.

Zabiegi z wykorzystaniem ultradźwięków w rehabilitacji stosuje się więc w przebiegu leczenia różnych schorzeń. W pierwszej kolejności mówi się o leczeniu chorób stawów o podłożu reumatycznym, artrozach, chorobach ścięgien i przyczepów mięśniowych, stanach po złamaniu kości, a także takich chorobach jak choroba Bechterewa, choroba Sudecka, sklerodermia czy przykurcz Duputrena. Korzystne oddziaływanie ultradźwięków obserwuje się także w leczeniu zespołów bólowych kręgosłupa.

Bezpieczeństwo zabiegu

Zapewnienie bezpieczeństwa zabiegu jest kluczowym elementem przeprowadzenia terapii. Przede wszystkim należy wykluczyć wszystkie przeciwwskazania do stosowania zabiegów, które zostaną opisane poniżej. Bardzo ważne jest właściwe przeprowadzenie zabiegu, a więc zastosowanie odpowiednich żeli sprzęgających oraz wykonanie właściwych ruchów głowicy. Zatrzymanie głowicy w jednym miejscu może spowodować zjawisko nakładania się fal i doprowadzić do poparzenia i uszkodzenia wrażliwych tkanek. Niezbędne jest także dopasowanie parametrów zabiegowych odpowiednio do leczonych tkanek. Przed przystąpieniem do zabiegu należy więc dokładnie zapoznać się z instrukcją dołączoną do aparatury zabiegowej oraz podstawowymi zasadami prowadzenia zabiegów UD. Zabieg ten powinien więc być wykonany tylko przez doświadczonego lub odpowiednio przeszkolonego terapeutę.

Przeciwwskazania do sonoterapii

Bezwzględnie przeciwwskazane jest stosowanie ultradźwięków na okolicę serca, płuc oraz narządów miąższowych jamy brzusznej, a także obszar mózgu i jąder. Nie należy stosować ultradźwięków w przypadku występowania guzów nowotworowych (zarówno łagodnych jak i złośliwych). Nie wykonuje się zabiegu sonoterapii na okolicę brzucha u kobiet ciężarnych oraz okolice nasad kości u dzieci i młodzieży, u których nie został zakończony proces wzrostu kości. Ponadto należy chronić przed działaniem ultradźwięków oczy, kości oraz okolicę rdzenia przedłużonego. Dodatkowo przeciwwskazaniem do ultradźwięków jest każde schorzenie, w którym nie należy stosować ciepła.

Który aparat do ultradźwięków wybrać?

Aparat do terapii ultradźwiękowej posiada dwie zasadnicze części – generator prądu elektrycznego oraz generator drgań ultradźwiękowych. Składową tego drugiego jest głowica ultradźwiękowa będąca jednocześnie aplikatorem fal. Jej nowoczesna konstrukcja zapobiega przedostaniu się fal ultradźwiękowych na ręce terapeuty i pozwala na bezpieczne, zarówno dla pacjenta jak i terapeuty, wykonanie zabiegu leczniczego.  Nowoczesne aparaty pozwalają na manualne dopasowanie parametrów zabiegowych do planowanej terapii lub oferują szeroki wybór programów stworzonych do leczenia najczęściej występujących schorzeń. Najpopularniejszą marką oferującą aparaty do sonoterapii jest BTL. W aparatach tej firmy znajdziemy szeroki wybór programów zabiegowych. Popularne modele aparat do terapii ultradźwiękowej Sonotronic US-2  i Aparat do ultradźwięków PhysioGo.Lite SONO. Dopasowanie odpowiedniego rozmiaru głowicy pozwala na skuteczne przeprowadzenie zabiegu fizykoterapii. Każdy z wymienionych aparatów wymaga zapoznania się z instrukcją i analizy programów zabiegowych. Jak już wspominaliśmy konieczne jest użytkowanie aparatury przez wykwalifikowaną kadrę terapeutów, mimo łatwości ich użycia, w celu zapewnienia bezpieczeństwa zabiegów.