fizykoterapia
Ultradźwięki
1. Wprowadzenie
2. Podstawy fizyczne ultradźwięków
3. Działanie biologiczne ultradźwięków (miejscowe, ogólne)
4. Wskazania, przeciwwskazania
5. Aparatura
6. Technika wykonywania
7. Metody stosowania ud
8. Zagrożenia
Wprowadzenie
Ultradźwięki - drgania mechaniczne o częstotliwości przekraczającej granice słyszalności ucha
ludzkiego.
Wprowadzenie
Istotą fal akustycznych stanowiących dźwięki. są periodyczne drgania cząsteczek środowiska
materialnego:
-
gazów,
-
cieczy,
-
ciał stałych.
W próżni fala akustyczne nie rozchodzi się!!!
Wprowadzenie
Źródłem fali akustycznej są ciała drgające.
Dźwięki składające się z drgao mieszczących się w granicach 16–20000 HZ to dźwięki
słyszalne przez człowieka.
Drgania o częstotliwości mniejszej niż 16 Hz to infradźwięki.
Drgania o częstotliwości większej niż 20000 Hz to ultradźwięki.
Infradźwięki i ultradźwięki nie wywołują u człowieka wrażeo zmysłowych!!!
Właściwości fizyczne
Fala dźwiękowa jest ciągiem zaburzeo, mechanicznych drgao cząsteczek ośrodka (zagęszczeo
i rozrzedzeo), bez zmiany ich średniego położenia.
Drgania mają kierunek oscylacji zgodny z kierunkiem ruchu fali, dlatego nazywane są falami
podłużnymi.
Właściwości fizyczne
Wielkości charakteryzujące fale akustyczna:
-
długośd fali,
-
prędkośd rozchodzenia sią fali,
-
częstotliwośd fali
Właściwości fizyczne
Długośd fali- stała odległośd pomiędzy dwoma kolejnymi zagęszczeniami bądź rozrzedzeniami
(lambda).
Zależy od częstotliwości ultradźwięków i prędkości rozchodzenia się fali.
Właściwości fizyczne
Prędkośd rozchodzenia się fali (v) – jest stała, określana w (m/s). Zależy od ośrodka - jego
zdolności do przenoszenia drgao (impedancja akustyczna).
• Gazy – 350 m/s
• Ciecze – 1500 m/s
• Ciała stałe 5000 m/s
• Tkanki ludzkie – 1445-1610 m/s (T. Mika)
Fale dźwiękowe rozchodzą się szybciej w substancjach, których cząsteczki znajdują się blisko
siebie. (W tkance kostnej - 2 razy szybciej niż w tkankach miękkich).
Właściwości fizyczne
Między prędkością fali, jej częstotliwością i długością zachodzi następująca zależnośd –
równanie fali:
- częstotliwośd,
- długośd fali,
- prędkośd rozchodzenia się fali.
Właściwości fizyczne
Pole dźwiękowe – częśd ośrodka w którym występuje zjawisko fal akustycznych. Kształt pola
zależy od:
-
rozkładu energii drgao dźwiękowych,
-
stosunku wymiarów źródła drgao do długości fali,
-
kształtu źródła drgao,
-
pochłaniania,
-
przeszkód w rozchodzeniu się fali.
Rozkład energii w polu dźwiękowym jest bardzo nierównomierny.
Właściwości fizyczne
W przetwornikach ultradźwiękowych wykorzystywanych w lecznictwie (średnica przekracza
wielokrotnie długośd fali), pole przybiera kształt:
-
cylindryczny o średnicy porównywalnej do średnicy przetwornika - pole bliskie (strefa
Fresnela)
-
stożka – w miarę oddalania się źródła – pole dalekie (strefa Fraunhofera).
W strefie bliskiej niektóre fale znoszą się, inne wzmacniają, tworząc bardzo nieregularną
wiązkę.
W strefie dalekiej kształt fali staje się bardziej regularny.
Właściwości fizyczne
Właściwości fizyczne
Na granicy dwóch ośrodków fala dźwiękowa może ulec:
-
odbiciu,
-
załamaniu,
-
ugięciu,
-
nałożeniu się,
-
rozproszeniu,
-
pochłonięciu.
Właściwości fizyczne
Odbicie - zależy od kąta padania i impedancji akustycznej obydwu ośrodków.
Załamanie- po przejściu przez dwa ośrodki fala rozprzestrzenia się dalej w innym kierunku z
inną intensywnością i inną prędkością.
Nałożenie się fali - w ośrodku w którym dochodzi do odbicia się fali akustycznej w dwóch
przeciwnych kierunkach rozprzestrzeniają się pierwotna i odbita wiązka ultradźwięków-
wajemne znoszenie lub wzmacnianie się energii fali (fale stojące). Odbicie fali od kości.
Właściwości fizyczne
Rozproszenie - jeżeli powierzchnia graniczna jest nierówna → może powodowad
zagęszczenie fali.
Ugięcie- jeżeli fale napotyka na swym przebiegu przeszkodę lub szczelinę o wymiarach rzędu
długości tej fali. Przeszkoda staje się źródłem fal o innym kierunku rozchodzenia się.
Omówione zjawiska występują w tkankach ludzkich – ośrodek bardzo zróżnicowany pod
względem akustycznym - pole ultradźwiękowe ma bardzo złożony charakter!!!
Właściwości fizyczne
Pochłanianie (absorpcja) ultradźwięków, zależy od:
-
częstotliwości,
-
właściwości ośrodka.
Najlepiej ultradźwięki pochłaniają gazy, najsłabiej ciała sprężyste (metale).
Ciała stałe o właściwościach plastycznych (guma, korek) w znacznym stopniu pochłaniają
ultradźwięki - izolatory dźwięku.
Właściwości fizyczne - pochłanianie
Tkanki ludzkie wykazują różne zdolności do pochłaniania ultradźwięków:
Pochłanianie jest największe w tkankach które zawierają dużo białka strukturalnego i mało
wody.
Fale o większej częstotliwości, są pochłanianie najmniejszych głębokościach, dłuższe na
większych.
Właściwości fizyczne - pochłanianie
Głębokośd połówkowa – głębokośd w której natężenie fali ultradźwiękowej spada do
połowy.
Uważa się, że przy dawkach leczniczych natężenie fali poza głębokością połówkową jest
stosunkowo małe, a skutki biologiczne trudne do stwierdzenia.
(T. Mika)
Nie istnieje odległośd, na jakiej cała energia zostałaby pochłonięta (jest coraz mniejsza, lecz
nigdy nie osiąga zera).
Właściwości fizyczne - pochłanianie
Absorpcja ultradźwięków:
-
tkanki tłuszczowej, krwi- najmniejsza
-
tkanki mięśniowej- większa
-
tkanki kostnej, chrząstek, ścięgien - największa
(Straburzyoska)
Właściwości fizyczne
Energia fali – suma energii kinetycznej cząsteczek drgających i energii potencjalnej
cząsteczek zagęszczonych i rozrzedzonych.
Energię drgao mechanicznych mierzymy w watach.
W terapii przyjęto jako miarę jednostki mocy - Wat/cm² głowicy.
kawitacje
Kawitacja – powstaje w wyniku oddziaływania ultradźwięków na ciecze.
Na skutek działanie zmiennych ciśnieo → niszczenie spójności cieczy → powstawanie pustych
przestrzeni → wypełnianie parami cieczy → drgania → zanik → silna fala mechaniczna →
zagrożenie rozerwaniem tkanek.
Pęcherzyki powstające między głowicą urządzenia a skórą, mogą zablokowad transmisję
ultradźwięków.
Działanie biologiczne
Zgodnie z prawem Grotthusa – Drapera, energia ultradźwięków wywołuje w tkankach
odczyn, jeśli zostanie przez nie w dostatecznej ilości pochłonięta.
Zmiany spowodowane działaniem tej energii, można podzielid na:
-
zmiany miejscowe (pierwotne),
• działanie mechaniczne,
• cieplne,
• fizykochemiczne,
-
zmiany ogólne (wtórne).
Działanie miejscowe
Działanie mechaniczne
Mikromasaż (?), wywołany wahaniem ciśnieo w przebiegu fali ultradźwiękowej - istotne
zmiany w objętości komórek (0,02%):
-
wzrost przepuszczalności błon komórkowych,
-
zwiększenie przenikania jonów (
),
-
wywołanie mikrostrumienia.
Kawitacje
Fale stojące
Działanie miejscowe
Działanie cieplne
Pierwotna mechaniczne energia zostaje w różnym stopniu zaabsorbowana i przekształcona w
ciepło.
Tkanka kostna absorbuje 10 x więcej ud niż tkanka mięśniowa, a ta więcej niż tłuszczowa i
mięśniowa.
Największe przegrzanie występuje w pobliżu powierzchni granicznych niejednorodnych
struktur tkankowych np. tkanka kostna – mięśniowa, różniących się właściwościami (odbicie).
Działanie miejscowe
Powstałe w tkankach ciepło powoduje:
-
rozszerzenie naczyo w tkankach,
-
przekrwienie,
-
wzrost przemiany materii,
-
zwiększenie rozciągliwości włókien kolagenowych,
-
wzrost aktywności enzymów,
-
zmniejszenie napięcia mięśni,
-
zmiana w przewodnictwie nerwowym,
Dawki do 0,3 W/cm² – bez efektu cieplnego (Callies Rusch- Straburzyoska)
Działanie miejscowe
Działanie fizykochemiczne
Wpływ na koloidy tkankowe:
-
przyspieszenie rozpadu białek,
-
zmiany stanu koloidalnego białek,
-
zwiększenie przewodności elektrycznej białek,
-
procesy utleniania, redukcji, kataliza.
Działanie ogólne
Działanie ogólne:
-
działanie przeciwbólowe,
-
zmniejszenie napięcia mięśniowego,
-
zmniejszenie sztywności stawów,
-
zwiększenie syntezy kolagenu i rozciągliwości włókien nerwowych,
-
sprzyjanie tworzeniu nowych naczyo włosowatych,
-
przyśpieszenie gojenia się ran,
Działanie ogólne
-
uwalnianie czynników wzrostowych z makrofagów,
-
uwalnianie histaminy (Strab)
-
wpływ na enzymy ustrojowe (kawitacja),
-
powstanie zjawiska piezoelektrycznego w tkance kostnej (rozciągliwośd, próg bólu).
(Straburzyoska)
wskazania
Schorzenia w których uzyskuje się dzięki ultradźwiękom korzystne wyniki leczenia:
-
choroby reumatyczne (w okresach wolnych od zaostrzeo),
-
choroba zwyrodnieniowa stawów,
-
zapalenia okołostawowe,
-
choroby ścięgien i przyczepów mięśni (łokied „golfisty” i „tenisisty”),
-
ostroga kości piętowej,
-
przykurcze (przykurcz Dupuytrena),
wskazania
-
blizny,
-
dolegliwości pourazowe (skręcenia, krwiaki),
-
stany po złamaniach kości,
-
choroba Sudecka,
-
nerwoból nerwu trójdzielnego,
(Straburzyoka)
przeciwwskazania
Nadźwiękawianie okolic:
-
serca,
-
płuc,
-
narządów miąższowych jamy brzusznej,
-
jąder,
-
guzów łagodnych i złośliwych,
-
ciężarnej macicy,
przeciwwskazania
-
mózgu,
-
rdzenia przedłużonego (kark powyżej C3),
-
głowy,
-
oczu,
-
zwój szyjny i nerw błędny,
-
kości.
przeciwwskazania
Choroby w których nie wolno stosowad ciepła:
-
niewydolnośd krążenia, zaburzenia rytmu serca,
-
zapalenia żył, zakrzepy,
-
ostre infekcje i zakażenia,
-
zaburzenia czucia, cukrzyca,
-
gruźlica płuc, rozstrzenie oskrzeli,
-
zaburzenia krzepnięcia krwi,
przeciwwskazania
Wszczepiony rozrusznik serca
Tworzywa stosowane w chirurgii odtwórczej
Implanty metalowe i endoprotezy (??)
Dzieci i młodzież przed zakooczeniem wzrostu kostnego.
(Straburzyoska)
Lecznicza aparatura ultradźwiękowa
Produkowana do celów terapeutycznych aparatura do wytwarzania ultradźwięków,
wykorzystuje odwrócone zjawisko piezoelektryczne.
Zjawisko piezoelektryczne - przy ściskaniu lub rozciąganiu kryształów, pojawiają się na jego
przeciwległych powierzchniach różnoimienne ładunki elektryczne - polaryzacja.
Zjawisko piezoelektryczne
Lecznicza aparatura ultradźwiękowa
Odwrócone zjawisko piezoelektryczne - jeżeli do przeciwległych powierzchni kryształu
(tytanian baru), doprowadzi się zmienne napięcie elektryczne wielkiej częstotliwości, to
nastąpi zgodnie z rytmem zmiennego prądu elektrycznego, naprzemienne rozszerzanie się i
kurczenie kryształu.
Powoduje to synchroniczne drgania ośrodka, w którym znajduje się kryształ, stanowiące
istotę ultradźwięków.
Lecznicza aparatura ultradźwiękowa
Aparat do terapii ultradźwiękami składa się z:
Generatora prądu wielkiej częstotliwości,
Generatora drgao ultradźwiękowych – przetwornika piezoelektrycznego:
-
płytka kryształu (tytanian baru) odpowiednio wycięta,
-
dwie metalowe elektrody dostarczające ładunki elektryczne z generatora prądu,
-
metalowa płytka przenoszącej drgania.
Lecznicza aparatura ultradźwiękowa
Techniki sprzęgania aplikatora z ciałem
Nawet przy ścisłym przyłożeniu głowicy do suchej skóry, pozostaje między nimi warstwa
powietrza – prawie całkowite odbicie fali ultradźwiękowej (nawet 99 %).
Cechy odpowiedniego środka sprzęgającego:
-
dobre przewodnictwo ultradźwiękowe,
-
impedancja akustyczna zbliżona do tkankowej,
-
duża lepkośd i odpornośd na powstawanie pęcherzyków,
-
chemicznie obojętny,
-
bez zapachu, bezbarwny,
-
nie wywołuje uczuleo.
Techniki sprzęgania aplikatora z ciałem
Olej parafinowy, wazelina, specjalne żele
Żel przewodzący ultradźwięki i prąd
Woda
Poduszka wodna
Żel agarowo - poliakrylamidowy
Wykonanie zabiegu
Technika dynamiczna:
-
powolne ruchy ślizgające, okrężno-postępujące (2-3 s):
• równomierne działanie w wiązce,
• ujednolicenie odbioru ciepła przez krążącą krew,
• wyrównanie efektów odbicia i załamania sią fali na granicy ośrodków,
- równomierny nacisk głowicą na tkankę,
-
ple zabiegu – około 2x większe od powierzchni głowicy, lub podział na kilka mniejszych pól (2
lub 3).
Wykonanie zabiegu
Technika półstatyczna (semistacjonarna):
-
wolniejsze, ale ustawiczne przesuwanie głowicy,
-
nad małym i ograniczonym polem zabiegu,
-
punkty spustowe, złogi wapniowe, „dziobki kostne”.
Technika stacjonarna
-
Głowica umieszczona nieruchomo w miejscu nadźwiękawiania - obecne się nie stosuje!!!
Metody nadźwiękawiania
bezpośrednie
pośrednie:
-
nadźwiękawianie korzeniowych okolic przykręgosłupowych,
-
nadźwiękawianie segmentowe bolesnych stref Heada i punktów maksymalnych,
-
nadźwiękawianie punktów bolesnych i wrażliwych punktów motorycznych
Połączenia obydwu metod
Dawkowanie zabiegów
Przy ustalaniu dawki bierzemy pod uwagę:
-
rodzaj zmian chorobowych, wskazania, przeciwwskazania,
-
głębokośd zmian chorobowych i głębokośd połówkową,
-
okolicę ciała,
-
sposób wykonywania zabiegu,
-
parametry zabiegu
• rodzaj fali (ciągła, impulsowa),
• częstotliwośd,
• natężenie,
• czas trwania zabiegu.
Dawkowanie zabiegów
Wyróżnia się następujące dawki ultradźwięków:
-
Dawki słabe 0,05-0,5W/cm²
-
Dawki średnie 0,5-1,5W/cm²
-
Dawki mocne 1,5-2,0 W/cm² (T.Mika)
Nie należy przekraczad dawki 2,0 W/cm²
W ostrych i podostrych stanach chorobowych- dawki słabe, w przewlekłych - średnie.
Dawki słabe - okolice karku i okolice ubogie w tkanki miękkie.
Dawkowanie zabiegów
Częstotliwośd:
- 3 MHz – przy wskazaniach do powierzchownego oddziaływania,
-
800 kHZ/1 MHz – oddziaływanie na głębiej położone tkanki
Całkowity czas nadźwiękawiania nie powinien przekraczad 10 minut.
Rodzaje zabiegów z zastosowaniem ultradźwięków
Ultradźwięki ciągłe
Ultradźwięki impulsowe
Ultrafonoforeza
Terapia skojarzona (Ultradźwięki + prąd)
ultrafonoforeza
Zabieg polegający na wprowadzeniu odpowiednich leków przez skórę za pomocą energii
ultradźwięków.
Leki dodaje się do środka sprzęgającego lub powleka się niemi skórę w miejscu, które ma byd
poddane zabiegowi.
Zazwyczaj- żele i kremy – przewodzące ultradźwięki!!
Natężenie ok. 1,0-1,5 W/cm², fala ciągła.
Głębokośd wnikanie leku zależy głównie od czasu trwania zabiegu.
ultrafonoforeza
Zmniejszenie głębokości wnikania ultradźwięków na skutek odbicia.
Ultradźwięki zwiększają miejscowe ukrwienie i rozszerzają przewody wyprowadzające
gruczołów potowych i łojowych – ułatwienie przejścia leku przez naskórek.
Wprowadzenie leku do naczyo krwionośnych skóry właściwej.
• Leki przeciwbólowe,
• Leki przeciwzapalne.
Terapia skojarzona
Głowica ultradźwiękowa służy jednocześnie jako ruchoma elektroda połączona z katodą.
Druga płaska elektroda z dala od miejsca poddawanego zabiegowi, zazwyczaj w okolicy
przykręgosłupowej w segmencie z nim związanym.
Równocześnie z ultradźwiękami stosuje się:
-
małe dawki prądów impulsowych średniej częstotliwości,
-
prądy diadynamiczne,
-
prądy wysokonapięciowe i mikrobodźcowe.