TERMOTERAPIA

W ujęciu fizycznym termoterapia polega na dostarczaniu, względnie odbieraniu energii cieplnej organizmowi. Podział na ciepło i zimno dostał dokonany w odniesieniu do temperatury ciała ludzkiego. Przeniesienie energii cieplnej /dostarczenie lub odebranie energii kinetycznej/ zachodzi albo bezpośrednio dzięki odpowiednim nośnikom albo pośrednio poprzez absorbcję energii w tkankach. Poszczególne metody różnią się również natężeniem w miejscu aplikacji i czasem działania, jak również związanym z tym nasileniem reakcji organizmu.

LECZENIE CIEPŁEM

Ciepłem nazywa się energię bezładnego ruchu cząsteczek oraz energię wzajemnego oddziaływania atomów i cząsteczek. I prawo termodynamiki mówi, iż każda aktywność chemiczna, mechaniczna, elektromagnetyczna systemu powoduje wytwarzanie pewnej ilości ciepła.

Jednostka ciepła. Kaloria, określa ilość ciepła potrzebną do ogrzania 1 cm ³ wody o 1°C, od temp. 14.5 do 15.5°C. W układzie SI jednostką ciepła jest dżul (J). 1 cal = 4.186 J

Wymiana ciepła. Przenoszenie energii cieplnej z jednego ciała do drugiego lub z jednej części tego ciała do drugiej, w wyniku dążenia do osiągnięcia średniej energii kinetycznej.

Sposoby wymiany ciepła:

1. Przewodzenie (kondukcja). Polega na wyrównaniu energii kinetycznej cząsteczek w wyniku ich bezpośredniego zderzenia (ciała stałe).

2. Przenoszenie (konwencja). Ruch środowiska gazowego lub ciekłego o różnych temperaturach, powstający w wyniku zmniejszania gęstości części środowiska o wyższej temperaturze, które jako lżejsze unosi się ku górze.

3. Promieniowanie. Źródłem promieniowania jest ruch molekularny cząstek. Zgodnie z prawem Stefana-Boltzmana każde ciała o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego t=-273.16°C, jest źródłem promieniowania elektromagnetycznego, którego ilość jest wprost proporcjonalna do czwartej potęgi jego temperatury w skali Kelvina.

Regulacja cieplna organizmu

Temperatura ma wpływ na procesy biologiczne (fizyczne i chemiczne) zachodzące w żywych organizmach. Im wyżej zorganizowany organizm, tym ma bardziej złożone funkcje do spełnienia przy udziale wysoko wyspecjalizowanego urządzenia sterującego jakim jest system nerwowy. Jego sprawne działanie wymaga stałości temperatury. Zwierzęta są zmiennocieplne, dostosowują temperaturę ciała do warunków otoczenia.

Człowiek jest istotą stałocieplną. Posiada zdolność do równoważenia ciepła produkowanego w ustroju z jego stratami w różnych stanach fizjologicznych i w różnych warunkach termicznych. Stałą temperaturę utrzymuje tylko wnętrze ciała /ok. 37°C/. Powłoka zewnętrzna, o grubości zależnej od warunków otoczenia, zmienia temperaturę odpowiednio do tych warunków. Grubość tej powłoki dochodzi do 2,5 cm i stanowi 20-30% masy ciała. Wysokość temperatury wpływa to na przebieg wszystkich reakcji chemicznych, stan skupienia substancji chemicznych zwłaszcza błon lipidowych oraz trwałość wiązań tworzących cząsteczkę, tempo procesów metabolicznych, szybkość przewodzenia. Temperatura wnętrza „powinna być” odpowiednio wysoka, aby zapewnić max. sprawność i szybkość przebiegu wszystkich procesów życiowych. Jej wysokość jest ograniczona wrażliwością termiczną czynnych cząsteczek białkowych w środowisku komórkowym. Gdy wzrost temperatury w tkance nerwowej przekracza 42°C, rozpoczyna się niszczenie struktury cząstek białkowych, początek denaturacji. Temperatura wnętrza organizmu jest utrzymywana dzięki termoregulacji blisko tolerancji termicznej czynnej cząsteczki białkowej (zwłaszcza tkanki nerwowej z marginesem tolerancji ok. 5°C.

Ciepło jest ubocznym produktem metabolizmu. W spoczynku wytwarzane jest głównie w wątrobie 26,4%, mięśniach 25,6%, mózgu 18%, sercu 8%, nerkach 7%, a w pozostałych narządach ok.14,5% [dane dla mężczyzny o masie ciał 70kg]. Przemiany oksydacyjne zachodzą w ustroju z dużą efektywnością. Około 30% energii magazynowane jest w wysoce energetycznych wiązaniach ATP, reszta zamienia się w ciepło, które nie może podwyższyć temperatury wnętrza (czyli części rdzeniowej) poza granicę zagrożenia termicznego i rozprowadzane jest krew po całym organizmie. Ciepło z krwią przez konwekcję dostaje się do powłoki powierzchniowej. W niższych temperaturach otoczenia zewnętrzna powierzchnia ciała ma niższą temperaturę od jego wnętrza. W powłoce powierzchniowej temperatura spada warunkując transport ciepła przez przewodnictwo. Transport ten uzależniony jest od przewodności właściwej warstw powierzchniowych, spadku temperatury oraz od powierzchni, przez którą ciepło jest przewodzone. Przewodność właściwa tkanki (λ) zależy od stopnia jej ukrwienia, co wiąże się ze stanem rozszerzenia naczyń krwionośnych. Średnia temperatura skóry przy temperaturze powietrza 23-24°C zawiera się w granicach 31-35°C.

Utrzymywanie stałej temperatury ciała wymaga odpowiedniego sterowania sposobami oddawania ciepła oraz jego wytwarzania w procesach metabolizmu. Tego rodzaju stan homeostazy zapewnia termoregulacja. Obiektem regulacji jest wnętrze ciała. Wielkością regulowaną jest temperatura. Rolę układu regulującego pełni podwzgórze. Jest to rola podwójna. Podwzgórze pełni role receptora informującego o temperaturze krwi dopływającej do podwzgórza oraz rolę układu sterującego procesami, których zadaniem jest utrzymanie temperatury na stałym poziomie. Anatomicznie i funkcjonalnie podwzgórze składa się z dwóch części:

• Przednia: ośrodek utraty ciepła, włącza mechanizmy odpowiedzialne za szybkie oddawanie nadmiaru wytworzonego ciepła;

• Tylna: ośrodek zachowania ciepła, włącza mechanizmy nie dopuszczające do jego utraty w nadmiarze lub wytwarzające ciepło.

Podwyższenie temperatury krwi dopływającej do podwzgórza powoduje:

• Rozszerzenie naczyń skórnych i wydzielanie potu przez gruczoły potowe,

• Przyspieszenie pracy serca i pogłębienie oddechów,

• Pobudzenie ośrodka hamującego w śródmózgowiu hamującego drżenie mięśniowe.

Obniżenie temperatury krwi dopływającej do podwzgórza hamuje termodetektory, co zwiększa wytwarzanie ciepła lub zmniejsza jego utratę za pośrednictwem:

• Termogenezy drżeniowej,

• Pobudzenie układu współczulnego (z zakończeń neuronów zwojowych wydziela się noradrenalina, która przyspiesza metabolizm komórek mięśni szkieletowych),

• Pobudzenie ośrodków kontrolujących wydzielanie gruczołów dokrewnych, z kory nadnerczy wydziela się adrenalina, przyspieszająca metabolizm w wątrobie, mięśniach szkieletowych i w tkance tłuszczowej,

• Ośrodka naczyniowego - zwężenie naczyń skórnych i zmniejszenie utraty ciepła.

Utrzymanie stałej temperatury wnętrza ciała (część rdzenna) wymaga odprowadzania ciepła wytworzonego w organizmie do otoczenia. Rozpraszanie ciepła odbywa się przez:

• Skórę

• Błony śluzowe

• Znikome ilości z kałem i z moczem.

Organizm traci ciepło z powierzchni ciała poprzez:

• Przewodzenie (kondukcja): zachodzi tylko do ciała, z którym styka się zewnętrzna powierzchnia organizmu, w normalnych warunkach zawsze będzie to ciało zimniejsze, więc ciepło będzie tracone.

• Przenoszenie (konwekcja): zimniejsze otoczenie po ogrzaniu ulega przemieszczeniu.

• Promieniowanie: jest tym silniejsze, im powierzchnia absorbująca jest ma niższą temperaturę. Większa wymiana ciepła zachodzi w odwrotnym kierunku.

• Parowanie, najbardziej wydajny sposób utraty ciepła z organizmu do otoczenia. Wyparowanie 1 kg wody powoduje utratę 585 cal (2451 J), zachodzi do powietrza cieplejszego od organizmu, o niskiej prężności pary.

Człowiek obnażony w warunkach przemiany podstawowej (w kalorymetrze temp. 26°C) traci ciepło przez konwekcję 11%, promieniowanie 67%, wyparowanie 22%, z kałem, moczem 1%. W temperaturze 30°C człowiek traci ciepło przez konwencję 15%, promieniowanie 49% i parowanie 36%. Stosunki te zmieniają się, jeśli człowiek wykonuje pracę fizyczną.

Zasadnicze typy reagowania na zmiany temperatury:

• Behawioralny: zmiany zachowania, odzież, otoczenie.

• Fizjologiczny.

1. Regulacja chemiczna. Sterowanie metabolizmem: utrata ciepła powoduje wzrost tempa procesów metabolicznych. W odpoczynku około 70% ciepła wytwarzane jest w naczyniach tułowia i mózgu, w czasie wysiłku fizycznego (ćwiczenia) ok. 90% ciepła wytwarzane jest przez mięśnie. Zwiększenie przepływu krwi jest konieczne, aby pracującym mięśniom dostarczyć tlen i pożywienie, w celu podtrzymania ciągłych skurczy, a także służy rozproszeniu ciepła z pracujących mięśni do reszty ciała. Dzięki wzrostowi krążenia zachodzi utrata ciepła z wnętrza ciała i chłodzenie narządów wewnętrznych.

2. Regulacja fizyczna. Kontrola naczynioruchowa. Ciepło powoduje rozszerzenie powierzchownych naczyń krwionośnych (ochrona przed przegrzaniem), zimno powoduje skurcz powierzchownych naczyń (ochrona przed utrata ciepła).

3. Regulacja fizyczna. Pocenie się.

Reakcje fizjologiczne zachodzące automatycznie wewnątrz ustroju zabezpieczające utrzymanie stałej temperatury wnętrza kierowane są złożoną siecią wyspecjalizowanych neuronów - termostat biologiczny. Rozróżnia się następujące części:

1. Źródło ciepła (termogeneza). Ciepło metaboliczne nierównomiernie powstaje w całym organizmie. W spoczynku: mózg 18%, n. wewnętrzne i mm. oddechowe 56%, mm. szkieletowe 18%. Umiarkowany wysiłek: mózg 3%, n. wewnętrzne i mm. oddechowe 22%, mm. szkieletowe 73%. Mózg jest szczególnie wrażliwy na przegrzanie, w jego głębokich strukturach znajduje się ośrodek termoregulacji.

2. Czujniki termiczne - termoreceptory przetwarzają temperaturę na kod bioelektryczny o częstotliwości potencjałów proporcjonalnych do jej poziomu. Ośrodkowe: mózg, rdzeń. Obwodowe: skóra, błony śluzowe. Receptory obwodowe reagują szybciej i są mniej czułe, niż receptory ośrodkowe. Obniżenie temperatury skóry np. o 8°C wywołuje wzrost procesów metabolicznych na takim samym poziomie, jak obniżenie temperatury podwzgórza o 0.3°C. receptory skórne reagują również na szybkość zmian temperatury.

3. Ośrodek termoregulacji. Znajduje się w podwzgórzu, ocenia aktualną stan termiczny ustroju i programuje odpowiedzi korygujące procesy produkcji i rozpraszania ciepła. Podwzgórze w roli komparatora otrzymuje informacje o poziomie na jakim ma być utrzymywana temperatura wewnętrzna ciała, czyli o temperaturze odniesienia (set point). Jedna z hipotetycznych interpretacji mechanizmu termoregulacji zakłada, że odchylenie temperatury od poziomu odniesienia wyzwala reakcję proporcjonalną do wielkości tego odchylenia, nazwanego uchybem regulacji. Temperatura odniesienia nie jest stała. Zmienia się w rytmie dobowym, niższa nocą, wyższa w godzinach popołudniowych,
   w czasie wykonywania wysiłku fizycznego, w stanach pobudzeń emocjonalnych
   i psychicznych, w chorobie.

4. Wewnątrzustrojowy przenośnik ciepła. Szybko krążąca krew stanowi 5% masy ciała. Krew pełni zasadniczą rolę w przenoszeniu ciepła wewnątrz ustroju, jest pośrednikiem między wnętrzem ciała a powierzchnią.

5. Efektory termoregulacyjne rozpraszające lub oszczędzające ciepło. Związane są z powierzchnią ciała, ich zadaniem jest zmiana intensywności rozpraszania ciepła. Element statyczny: grubość podskórnej tkanki tłuszczowej i gęstość owłosienia (małe znaczenie u ludzi). Elementy dynamiczne zależą od sterowanego przez ośrodek termoregulacji przepływu krwi przez skórę i błony śluzowe oraz od mechanizmów wzmożenia lub hamowania pocenia się.

I mechanizm: regulacja przepływu krwi w żyłach powierzchownych (przeciwprądowy wymiennik ciepła). Zwężenie żył powierzchownych powoduje ochłodzenie skóry do poziomu chłodniejszego otoczenia i skierowanie powrotu krwi żyłami głębokimi, które biegną zawsze równolegle i tuż koło tętnic. Krew tętnicza ochładza się stopniowo w miarę zbliżania się do chłodnych powłok i oddaje swoje ciepło sąsiadującym z nią naczyniom krwionośnym o kierunku przeciwnym do tętniczego. Straty ciepła do chłodnego otoczenia są małe, a wnętrze nie ulega oziębieniu. Skierowanie powrotu krwi do żył powierzchownych kosztem głębokich - ogrzewa powłoki ciała do temperatury jego wnętrza zwiększając straty ciepła (temp. otoczenia musi być co najmniej o 10°C niższa o temp. wnętrza ciała). Wtedy skórny efektor rozpraszania nazywa się suchym (w kończynach).

II mechanizm: regulacja przepływu skórnego w palcach dłoni i śluzówce za pomocą zamknięcia lub otwarcia anastemoz tętniczo-żylnych. Ich pełna drożność powoduje omijanie sieci naczyń krwionośnych i znacznie przyspiesza przepływ krwi przez powłoki, zapewniając utrzymanie temperatury powłok na poziomie prawie identycznym z temperaturą krwi w sercu.

Granice tolerancji zmian temperatury

Człowiek może trwać w stanie homeostazy tylko w określonych warunkach środowiska. Zbyt wysoka temperatura otoczenia wprowadza ustrój w stan hipertemii. Ciepło oddawane do otoczenia nie jest w stanie zbilansować ciepła wytwarzanego w organizmie i jego temperatura wnętrza rośnie. Przy zbyt niskiej temperaturze otoczenia - stan hipotermii, gdy ciepło oddawane do otoczenia przeważa nad ciepłem wytwarzanym, temperatura wnętrza zmniejsza się. Odchylenia temperatury wnętrza (w normie około 37°C) o około 2°C są przez organizm tolerowane. Wzrost temperatury wewnętrznej do 41-42°C powoduje zakłócenia w funkcjonowaniu centralnego ośrodka, co prowadzi do włączenia termoregulacji. Wzrost temperatury ciała powoduje wzmożenie procesów metabolicznych, co pociąga za sobą wzrost wytwarzania ciepła. Sprzężenie zwrotne staje się dodatnie, wzmacnia skutki zakłócenia. Przy temperaturze wewnętrznej 44-45°C w organizmie zachodzą nieodwracalne zmiany kończące się śmiercią osobnika. Obniżenie temperatury wewnętrznej poniżej 33°C wprowadza zaburzenia w sprawnym działaniu termoregulacji, a przy 30°C jej całkowite wyłączenie. Przy 28°C pojawia się zagrażające życiu zaburzenie rytmu serca. Organizm ludzki jest bardzie odporny na hipo niż hipertermię. Pod ścisłym nadzorem, na krótki okres czasu temperatura wewnętrzna może zostać obniżona nawet do 24°C (hipotermia kliniczna przy zabiegach chirurgicznych na sercu). Granice tolerancji zmian temperatury przedstawiono poniżej.

44°C	Górna granica, udar cieplny Uszkodzenie mózgu	Termoregulacja zniesiona
42°C			Termoregulacja znacznie zaburzona
40°C		Gorączka Ciężka praca	Termoregulacja sprawna
38°C
36°C	Norma
34°C		Termoregulacja zaburzona
32°C
30°C
28°C			Termoregulacja zniesiona
26°C	Dolna granica
24°C

Wpływ temperatury na organizm uzależniony jest od wilgotności powietrza. Im bliżej stanu nasycenia jest para wodna zawarta w powietrzu, tym gorsze są warunki parowania. Przy temperaturach powietrza niższych od 30°C nie stwierdza się istotnego wpływu wilgotności na temperaturę skóry. Wilgotność ta wpływa jednak na odczucie komfortu /temp. powietrza 25-35°C i wilgotność 40-75%/. Wilgotność powietrza nabiera istotnego znaczenia w wysokich temperaturach, szczególnie jeśli przekraczają temperaturę skóry, przy wilgotności 100% parowanie staje się niemożliwe. Przy temperaturach skóry wyższych od temperatury powietrza, nawet przy wilgotności 100%, parowanie wody wydzielanej z potem jest możliwe. Organizm człowieka nie toleruje temperatury powietrza wyższej od temperatury skóry. Zwłaszcza przy dużej wilgotności. W całkowicie suchym powietrzu przy całkowitym spoczynku temperatura wewnętrzna ciała nie zmienia się przy przebywaniu w temperaturze nawet 115°C, w czasie nie dłuższym niż 15 minut. Bardzo ważny dla wymiany ciepła między organizmem a otoczeniem jest ruch powietrza. Wzmaga on konwekcję i w pewnym stopniu parowanie. Zwiększenie szybkości ruchu powietrza od 0.1m/s do 0.5m/s przy temperaturze powietrza około22°C powoduje zmniejszenie temperatury skóry obnażonego człowieka w przybliżeniu o 4°C.

Ciało ludzkie reaguje na zmiany temperatury w celu ochrony tkanek przed uszkodzeniem w wyniku działania czynników termicznych i utrzymania termicznej homeostazy. Lokalne i ogólne (systemowe) reakcje zależą od informacji zainicjowanej przez receptory umieszczone w skórze i płynącej drogami wstępującymi do podwzgórza i do kory, gdzie świadomie odbieramy odczucie ciepła. Podwzgórze monitoruje temperaturę krwi w kapilarach w samym podwzgórzu. Odczucie bólu jest sygnałem, że tkanka jest w niebezpieczeństwie. W zależności od czasu działania czynnika termicznego może powstać uszkodzenie lub martwica.

Wzrost temperatury w tkance do poziomu	Skutek wzrostu temperatury
43.0°C	Próg bólu
45.0°C	Silny ból, 30 minut czas bezpiecznej aplikacji
47.8°C	Pęcherzyki na skórze w ciągu 20 minut, martwica w ciągu 1 h.
52.0°C	Pęcherze w ciągu 30 sekund, martwica w ciągu 1 minuty.
65.0°C	Martwica tkanek w ciągu 1 sekundy.

Źródło: na podstawie danych z literatury amerykańskiej i angielskiej

Cel grzania w terapii: wywołanie w tkankach wzrostu temperatury do poziomu terapeutycznego. Zmiany temperatury powstają w miejscu grzania i w obszarze oddalonym od miejsca absorpcji ciepła. Im większy obszar grzania lokalnego tym większe grzanie odruchowe (konsensualne).

Reakcje na ciepło zależą od:

• Wielkości powierzchni;

• Czasu aplikacji;

• Różnicy temperatur między skórą a aplikacją.

Indywidualne odczucia zmian temperatury wpływają na reakcje:

Delikatne ciepło średnie ciepło silne ciepło

↓ ↓ ↓ ↓

analgezja stymulacja reakcja ból/strach

↓ walki i ucieczki

ogólna relaksacja

Inne reakcje na ciepło:

• Lokalne pocenie się

• Zaczerwienienie skóry

• Odruch aksonowy /ang. axon reflex, /

Odruch aksonowy: bodziec termiczny działając na zakończenie czuciowe w skórze (termoreceptor) jest przyczyna jego depolaryzacji i wzbudzenia impulsów aferentnych przewodzonych ortodromowo w gałązce włókna czuciowego. W miejscu podziału gałązki czuciowej fala depolaryzacji przewodzona jest nie tylko ortodromowo, ale również antydromowo ku zakończeniu tej gałązki zlokalizowanemu na komórce tucznej (mastocyt). Pod wpływem impulsów antydromowych z zakończenia nerwowego uwalnia się subsatncja P (główny mediator odruchu aksonowego), co powoduje z kolei uwolnienie z mastocytu histaminy, co jest bezpośrednio jest przyczyną rozszerzenia naczyń i zwiększenia ich przepuszczalności.

Pod wpływem wzrostu temperatury w tkance powstaje seria fizjologicznych zmian /schemat/. Reakcje na grzanie terapeutyczne obejmują:

1. zwiększenie przepływu krwi w wyniku rozszerzenia naczyń przy towarzyszącym zwiększeniu ciśnienia w kapilarach;

2. zwiększenie przepuszczalności błony komórkowej;

3. zwiększenie tempa przemian metabolicznych;

4. zmiana szybkości przewodzenia nerwów czuciowych;

5. zwiększenie elastyczności tkanki kolagenowej w ścięgnach, torebce stawowej, mięśniach.

W wyniku powyższych efektów ciepło przyspiesza regenerację, zmniejsza obrzęk, powoduje relaksację mięśni i zmniejszenie bólu. Najważniejsze czynniki decydujące o ilości oraz intensywności biologicznych reakcji na ciepło obejmują:

1. terapeutyczny próg temperatury: 41.5-45°C;

2. czas utrzymania terapeutycznego progu temperatury od 3 do 30 minut;

3. im szybszy wzrost temperatury tym lepszy skutek;

4. właściwe grzanie w celowanej tkance.

Czynnikiem determinującym uzyskanie reakcji fizjologicznych na ciepło jest tempo przepływu krwi. Poniższe zestawienie przedstawia szybkość przepływu krwi w mięśniach uda w zależności od uzyskanej temperatury:

Średnia temperatura w mięśniu	Szybkość przepływu krwi
36°C	2.7ml/min/100g
37°C	2.7ml/min/100g
38°C	2.7ml/min/100g
39°C	2.7ml/min/100g
40°C	2.7ml/min/100g
41°C	2.7ml/min/100g
42°C	10ml/min/100g
43°C	20ml/min/100g
44°C	30ml/min/100g
45°C	40ml/min/100g

Reakcje systemowe:

• Sercowo-naczyniowe (generalnie rozszerzenie naczyń skórnych, spadek obwodowego ciśnienia w wyniku rozszerzenia naczyń, co czasowo może spowodować zmniejszenie ciśnienia, zwiększenie ilości skurczów serca, co powoduje zwiększenie ilości przepływu krwi)

• Wydzielanie potu (ochładza ciało, w stopach i dłoniach - reakcja na emocje, pot zawiera sole mineralne)

• Oddechowe (wydychane powietrze uwalnia ciało ludzkie od pewnej ilości ciepła)

• Wydzielnicze (nieznaczne ilości ciepła w moczu)

Zdolność do oddawania ciepła zależy od: ilości ciepła, przewodzenia termicznego, różnicy temperatur, czasu trwania aplikacji.

Terapeutyczne sposoby grzania tkanek dzielą się na powierzchowne i głębokie (egzogenne i endogenne).

Aplikacje powierzchowne dotyczą tych technik, które w maksymalnie bezpiecznej dawce klinicznej powodują wzrost temperatury tkanek powierzchownych do poziomu o znaczeniu terapeutycznym. Stosując grzanie powierzchowne temperatura skóry podnosi się o 10°C, tkanki na głębokości ok. 1cm o 3°C, tkanki na głębokości 2 cm o 1.3°C. ciepło powierzchowne może być suche lub wilgotne, w zależności od źródła ciepła.

Ciepło suche: słońce, promieniowanie podczerwone, poduszki elektryczne, ciepłe okłady, suche powietrze, fluidoterapia, peloidoterapia.

Ciepło mokre: woda, inne płyny, wilgotne powietrze, wilgotne okłady, sauna.

Techniki grzania głębokiego zawierają formy energii, takie jak energia elektromagnetyczna /diatermia/ i energia akustyczna /ultradźwięki/, które mogą być transmitowane do tkanek głębiej położonych i poprzez konwersję powodują wytwarzanie ciepła.

WSKAZANIA

Zmniejszenie bólu i sztywności, zmniejszenie napięcia mięśni, zwiększenie zakresu ruchu, usprawnienie gojenia tkanek poprzez zwiększenie krążenia krwi.

Kiedy stosować aplikację ciepła powierzchownego?

• Przed czynnymi ćwiczeniami, ze względu na działanie przeciwbólowe

• Przed ćwiczeniami zwiększającymi bierny zakres ruchu (streching) ze względu na zwiększenie relaksacji i rozciągliwości tkanek miękkich

• Przed stymulacją prądem elektrycznym ze względu na zmniejszenie oporności skóry

• Przed trakcją, ze względu na relaksacje i zmniejszenie napięcia mięśni

• Przed masażem, ze względu na zwiększenie krążenia krwi i relaksacje tkanek

• W przypadku wystąpienia napięcia mięśni

• Przed ultradźwiękami, ze względu na relaksację i lokalne ogrzanie tkanek powierzchownych

• Przed mobilizacją stawów, ze względu relaksację i usprawnienie rozciągliwości tkanek powierzchownych

PRZECIWWSKAZANIA

• aplikacja w obszarze z zaburzeniami czucia,

• aplikacja w rejonie z zaburzeniami krążenia,

• ogólne infekcje,

• aplikacja w obszarze ostrej infekcji,

• zakrzepowe zapalenie żył,

• aplikacja na obszarem z nowotworem,

• reumatoidalne zapalenie stawów w stanie ostrym,

• świeża opuchlizna,

• aplikacja na obszarze, gdzie występuje krwawienie lub jego zagrożenie,

• aplikacja na obszarze, gdzie zastosowano maści rozgrzewające

• u pacjentów, z którymi brak komunikacji.

SAUNA - zabieg fizykalny stosowany do celów higienicznych, leczniczych i w odnowie biologicznej. Jest to kąpiel w gorącym powietrzu o nieznacznej wilgotności, w którym okresowo występuje jej zwiększenie.

Metodyka sauny:

• Naprzemienne nagrzewanie i ochładzanie organizmu. Każda faza trwa od 5 do 12 minut, łącznie od 10 do 25 minut.

• Korzystać z sauny można po upływie 1 godziny od ostatniego posiłku.

• Należy wypróżnić się (stolec, mocz).

• Należy umyć ciało mydłem pod ciepłym natryskiem i dokładnie wysuszyć ciało. Nie używać natrysku o zmiennej temperaturze.

• Do sauny należy wchodzić nago.

• W fazie nagrzewania należy ułożyć się w pozycji leżącej lub siedzącej na najniższej ławie. W razie dobrego znoszenia wysokiej temperatury można przenosić się na wyższe ławy. Pod ciało należy podłożyć suchy ręcznik.

• Można polewać wodą kamienie, wzmagając efekt przegrzania (pierwsze wejście lub kolejne|)

• Osoby gorzej znoszące wysoką temperaturę powinny chłodzić twarz i serce zimną wodą (konieczny w komorze kran z zimna wodą).

• Ze względów bezpieczeństwa w komorze powinny znajdować się co najmniej dwie osoby.

• W czasie jednego zabiegu sauny stosuje się zwykle 2-3 wejścia do gorącej komory.

• W celu utrzymania dobrej ogólnej sprawności wystarcza jeden zabieg w tygodniu, w uzasadnionych przypadkach 2-3 razy w tygodniu.

• Faza chłodzenia: wyjście na świeże powietrze, polewanie, zanurzenie w basenie z zimna wodą (ok. 18 stopni), natrysk, rozcieranie śniegiem. Chłodzenie nie może być gwałtowne.

• Stosować odpowiednie oddychanie z wydłużonym wydechem.

• Po ochłodzeniu wskazane jest ogrzanie stóp ciepła wodą.

• Należy dokładnie osuszyć skórę przed kolejnym wejściem do gorącej komory.

• Warunkiem prawidłowego przeprowadzenia sauny jest dobre przegrzanie i odpowiednie schłodzenie.

• Po zakończeniu sauny stosuje się zwykle chłodną kąpiel i 20-30 minutowy odpoczynek.

DZIAŁANIE SAUNY NA USTRÓJ

Obciążenie mechanizmów termoregulacyjnych, zmiany odczynowe w całym ustroju.

Faza nagrzewania:

Wysoka temperatura działa na skórę i błoną śluzową powodują wzrost przemiany materii średnio o 11%. Po ok. 3 minutach (max. 10 min) występuje wzrost wydzielania potu, duża utrata wody (400-800 ml, nawet 2000 ml), w pocie wydalane są duże ilości sodu, chloru, potasu, kwasu moczowego, mocznika. KONIECZNE JEST UZUPEŁNIENIE UBYTKÓW PO SEANSIE SAUNY!!!!

Przegrzanie wnętrza organizmu do 39ႰC, powierzchni skóry do 42ႰC. Wysoka temp. powierzchniowa działa na:

1. układ oddechowy

• przyspieszając oddychanie: 24-36 oddechów na minutę.

• Zwiększenie pojemności życiowej płuc i minutowej pojemności oddechowej, hiperwentylacja powodująca obniżenie ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla, zwiększenie ciśnienia parcjalnego tlenu.

• Zwiększenie wydzielania gruczołów błony śluzowej dróg oddechowych

• Zmniejszenia napięcia mięśni gładkich oskrzeli i oporów oddechowych.

2. Układ krążenia

• Rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry, zwężenie we wnętrzu ciała, uruchomienie mechanizmów adaptacyjnych

• Zwiększenie czynności serca do 100/120 uderzeń na minutę

• Zwiększenie pojemności minutowej

• Zwiększenie szybkości przepływu krwi w naczyniach

• Zmniejszenia oporów obwodowych

• Otwarcie połączeń żylno-tętniczych

• Zwiększenie amplitudy ciśnienia krwi dzięki obniżeniu wartości ciśnienia rozkurczowego. Długie przebywanie w saunie prowadzi do zwiększenia ciśnienia skurczowego krwi.

Inne

• Zwiększenie wydzielania przez przysadkę hormonu adrenokortykotropowego, przez nadnercza kortyzolu i amin katecholowych (ustępuje po kilku godzinach).

• Zwiększa wydolność wysiłkową oraz odporność.

Faza ochłodzenia:

• Zmniejszenie częstości akcji serca

• Zwiększenie ciśnienia rozkurczowego (przy nadciśnieniu intensywne schładzanie jest przeciwwskazane)

WSKAZANIA: Pielęgnacja ciała, odprężenie, odpoczynek po intensywnym wysiłku, zwiększenie wydolności organizmu.

POŚREDNIE WSKAZANIA LECZNICZE: Przewlekłe schorzenia gośćcowe, zmiany zwyrodnieniowe, nadciśnienie tętnicze okresu I i I/II według WHO, stany pourazowe, trądzik, przewlekłe stany zapalne narządów rodnych.

PRZECIWWSKAZANIA

Choroby zakaźne, HIV, gorączka, krwawienia, gruźlica, choroba nowotworowa, choroby nerek, wątroby, niedokrwistość, ciąża powikłana, zaburzenia wydzielania wewnętrznego (nadczynność tarczycy), padaczka i stany psychotyczne, choroby układu krążenia (wieńcowa, stan po przebytym zawale mięśnia sercowego, stany po krwawych wylewach, miażdżyca, zarostowe schorzenia naczyń krwionośnych, zakrzepowe zapalenie żył, jaskra, alkoholizm, narkomania.

LECZENIE ZIMNEM - KRIOTERAPIA

Lokalne zastosowanie zimna znalazło rozległe zastosowanie. Techniki krioterapeutyczne zastosowane we właściwy sposób stanowią bardzo skuteczny środek w leczeniu i rehabilitacji stanów pourazowych i chorób narządu ruchu. Etymologia słowa krioterapia: krios (gr.) - chłód, lód; terapia (gr.) - therapeia - przywracanie zdrowia, leczenie. Termin obejmujący znaczeniowo wszystkie metody leczenia za pomocą chłodu, czy zimna.
Krioterapią określa się głównie zabiegi, które nie niszczą tkanki - rodzaj zabiegu fizykoterapeutycznego. W literaturze przedmiotu istnieje pewne zamieszanie terminologiczne.

Niespójności w nazewnictwie:

Krioterapią nazywa się zastosowanie w celach leczniczych bodźca fizykalnego obniżającego temperaturę tkanek”

Prof. Krzysztof Spodaryk

„Krioterapia, to w najprostszym rozumieniu, użycie zimna do celów terapeutycznych albo inaczej - terapeutyczne zastosowanie dowolnej substancji, która spowoduje, że ciepło zostanie usunięte z ciała i nastąpi obniżenie temperatury tkanki”

Kenneth L. Knight

„Pod tym pojęciem należy rozumieć bodźcowe, stymulujące stosowanie powierzchniowo temperatur kriogenicznych poniżej -100°C, w krótkim czasie 2-3 minuty, w celu wywołania i wykorzystania fizjologicznych, ustrojowych reakcji na zimno, wspomagania leczenia podstawowegoi ułatwienia leczenia ruchem.”

Dr H. Gregorowicz

„Krioterapia to zastosowanie na zewnętrzną powierzchnię ciała temperatury poniżej -100°C, celem wywołania i wykorzystania fizjologicznej reakcji na zimno.”

Dr K. Księżopolska-Pietrzak

„…Tak więc ideą kriostymulacji jest jak najszybsze i w jak najkrótszym czasie schłodzenie tkanek celem wywołania odruchowej reakcji przekrwiennej …”

Dr W. Gawroński

„Krioterapia jest nieinwazyjnym zastosowaniem krańcowo niskich temperatur schłodzonego powietrza, par skroplonych gazów, lokalnie lub ogólnoustrojowo, schładzających radiacyjne powłoki ciała przez okres nie przekraczający 3-minutowej ekspozycji.”

Prof. Z. Zagrobelny

Funkcjonujący w Polsce podział miejscowego leczenia zimnem na hipotermię oraz krioterapię, z umowną granicą temperatur powyżej lub poniżej - 100°C, wydaje się niezbyt trafny. Najbardziej istotna różnica z terapeutycznego punktu widzenia dotyczy efektów powstających w tkankach pod wpływem określonych temperatur.

Lokalne zastosowanie temperatur powyżej -100°C w wyniku oziębienia tkanek powoduje zahamowanie objawów ostrego stanu zapalnego, czasowa hibernacja zmniejsza wtórne uszkodzenie w wyniku hipoksji. Zimno ma więc działanie hamujące.

Zastosowanie ekstremalnego zimna jest czynnikiem stymulującym, gdyż wykorzystywany tu jest efekt odruchowej zwiększonej perfuzji schłodzonych miejsc, powstaje długotrwałe i czynne przekrwienie tkanek objętych procesem chorobowym. Ideą kriostymulacji jest szybkie, w krótkim czasie schłodzenie tkanek w celu wywołania odruchowego przekrwienia, natomiast w krioterapii wykorzystuje się obkurczanie naczyń krwionośnych w miejscu schładzania i hamowanie ostrych objawów stanu zapalnego

Krioterapia lub „terapia zimnem” odnosi się do terapeutycznego zastosowania lokalnego lub ogólnego chłodzenia ciała, powstaje transfer ciepła z tkanek ciała, w wyniku czego obniża się temperatura tkanek. Nośniki „zimna”: lód, śnieg, woda, ciekły azot, dwutlenek węgla, powietrze.

Kriostymulacja - schładzanie wybranych okolic ciała przy użyciu niskich temperatur, będących intensywnym bodźcem (stymulatorem) wywołującym w organizmie żywym wiele odwracalnych reakcji (odczynów) o charakterze lokalnym i/lub ogólnym.

Do krioterapii wg Knighta zalicza się następujące techniki:

• lodowe lub zimne okłady zastosowane do bezpośredniego leczenia w ostrych urazach,

• masaż lodem,

• kriokinetyka ( zmienne stosowanie zimna z ćwiczeniami czynnymi),

• kriostretch ( zmienne stosowanie zimna ze stretchingiem mięśni),

• kriochirurgia,

• lodowe lub zimne okłady stosowane w stanach po operacjach ortopedycznych,

• hypotermia całego ciała ( transplantacje organów),

• leczenie lodem „triger points”.

Zastosowanie krioterapii powoduje:

• zmniejszenie bólu, opuchlizny oraz dodatkowego uszkodzenia tkanek przez niedotlenienie w stanie ostrym,

• wcześniejsze zastosowanie ćwiczeń czynnych niż w typowej rehabilitacji w stanach ostrych,

• zmniejszenie bólu i napięcia w ostrym naciągnięciu mięśni (skręcenie),

• zmniejszenie bólu, opuchlizny i dodatkowego niedotlenienia uszkodzonych tkanek wynikającego z operacji ortopedycznej,

• zniszczenie tkanki w czasie zabiegu kriochirurgicznego,

• pomaga w rozciąganiu tkanki łącznej,

• redukuje ból i kurcze w czasie menstruacji,

• eliminuje lub minimalizuje rozwój opryszczki( na wargach),

• zapobiega utracie włosów w czasie chemioterapii,

• minimalizuje ból po iniekcjach.

Techniki krioteraputyczne można pogrupować w pięć dużych kategorii:

Leczenie bezpośrednie -chłodzenie tkanek bezpośrednio po urazie, jako część pierwszej pomocy.

Rehabilitacja-chłodzenie tkanek w czasie rehabilitacji różnych stanów patologicznych w połączeniu z inną terapią.

Połączenie z chirurgią- chłodzenie tkanek przed, w czasie lub po operacji.

Kriochirurgia- mrożenie tkanek w celach chirurgicznych.

Różnorodne- techniki, które nie pasują do wcześniejszych kategorii.

TECHNIKI, ŚRODKI, METODY

Zabiegi miejscowe

• Okłady schładzane (żel, substancje hydrofilne) lub chemiczne (wytwarzanie zimna na drodze reakcji chemicznych). Czas zabiegu 10-15 minut. W celu zabezpieczenia skóry należy stosować suchy ręcznik lub mokry w celu zwiększenia przewodnictwa.

• Schłodzone ręczniki. Czas zabiegu 10-15 minut. Należy je ciągle zmieniać, aby utrzymać obniżenie temperatury w tkankach.

• Zimna woda z dodatkiem pokruszonego lodu. Schładzanie przez zanurzenie dystalnych części ciała. W przypadku bólu i obrzęku na 10 minut, przy spastyczności na tak długo, jak to jest możliwe.

• Okłady z pokruszonego lodu (w plastikowym woreczku). Czas 5-15-20-40 minut.

• Spray (chlorek etylu). Schładzanie punktów spustowych, obecnie rzadziej stosowane. Odległość ok. 30 cm, pod kątem 30°, około 6 sekund. Dłuższy czas może spowodować odmrożenie.

• Szybkie chłodzenie (icing). Uderzanie kostką lodu (3-5 razy) w celu pobudzenia skurczu mięśni (uszkodzenia CUN, nerwów obwodowych), który utrzymuje się do 40 minut.

• Masaż kostką lodu (okrężne ruchy wokół leczonego obszaru, zmniejszające się do środka). Czas 3-10 minut, lub dłużej w zależności od wielkości powierzchni.

• Miejscowe zabiegi przy użyciu zimnego powietrza, dwutlenku węgla lub ciekłego azotu. Czas zabiegu od 40 sekund do kilku minut w zależności od wielkości schładzanej powierzchni. Jednorazowo u pacjenta można schładzać do 5 do 7 miejsc, a zabiegi powinny być wykonywane co najmniej 2 razy dziennie (4 h odstęp). Zawsze po zabiegu powinny być wykonywane ćwiczenia ruchowe.

Zabiegi ogólne

• Komora kriogeniczna. W przedsionku temperatura -60°C, w komorze właściwej od
  -110 do - 160 °C. Czas zabiegu do 3 minut. Pacjenci wchodzą do kriokomory w strojach kąpielowych, chroniąc jedynie stopy, podudzia, głowę, usta i nos. Po zabiegu pacjenci muszą koniecznie udać się na kinezyterapię. W czasie zabiegu nie zmienia się temperatura wnętrza ciała.

Lokalne i systemowe reakcje termiczne zależą od informacji z termoreceptorów.

Reakcje bezpośrednie

ZIMNO

↓ temperatury tkanek

↑ lepkości krwi skurcz naczyń ↓ metabolizmu

↓ przepływu krwi ↓ produktów metabolicznych ↓ leukocytozy

↓ fagocytozy

↓ krwawienia ↓ usuwania produktów przemiany materii opóźnienie zdrowienia

Inne reakcje na zimno:

• Wtórna reakcja naczyniowa powstaje w celu zapobiegania uszkodzenia tkanek. Po 15-30 minutach w zależności od statusu naczyniowego powierzchni schładzanej występuje zwiększenie przepływu krwi (fale Lewisa, okresowe zwężanie i rozszerzanie naczyń krwionośnych).

Reakcje systemowe mają na celu utrzymanie stałej temperatury wnętrza ciała. Opierają się na informacjach z receptorów powierzchownych w skórze i termoreceptorów zlokalizowanych centralnie oraz temperaturze krwi w układzie krążenia. Reakcje rozpoczynają się, gdy informacja o spadku temp. krwi dotrze do podwzgórza. Zależą od stopnia spadku od set-point.

W celu zachowania temp. wnętrza następuje skurcz skórnych naczyń krwionośnych (przeciwprądowa wymiana ciepła). Zwiększenie temp. wnętrza ciała uzyskuje się poprzez:

1. Termogenezę (produkcja ciepła wewnętrznego kontrolowana przez układ sympatyczny, wzrost tempa metabolizmu komórek).

2. Nieświadome napięcie mięśni.

3. Dreszcze

Fizjologiczne efekty w czasie działania zimna można pogrupować w następujące kategorie:

• zmniejszenie temperatury,

• zmniejszenie metabolizmu,

• skutki zapalenia (zmniejszenie lub zwiększenie),

• skutki krążenia ( zmniejszenie lub zwiększenie),

• zmniejszenie bólu,

• zmniejszenie napięcia mięśniowego,

• zwiększenie sztywności tkanek.

W celu osiągnięcia maksymalnych korzyści z jakiejkolwiek terapii, należy zrozumieć specyficzne potrzeby pacjenta i fizjologiczne reakcje na różne sposoby terapii. Wiele
z fizjologicznych reakcji na zimno jest korzystne dla pacjenta, inne szkodliwe w czasie różnych faz urazu sportowego. Zmniejszenie metabolizmu jest w większości korzystne
w leczeniu urazów w stanie ostrym, gdyż ogranicza rozwój kolejnego niedotlenienia tkanek. Stosowanie ciepła jest zwykle preferowane w stanach podostrych, aby zmniejszyć bolesność
w połączeniu z rozciąganiem przykurczonej tkanki łącznej. W rehabilitacji aplikacja zimna jest stosowana w połączeniu z ćwiczeniami czynnymi. W chwili obecnej nie dowodów, aby zimno było przeciwwskazaniem do stosowania w stanach przewlekłych.

Skutki działania różnych temperatur na tkanki

Temperatura w tkance	Reakcja
23.0 °C	Znaczne zmniejszenie aktywności nerwów obwodowych
20.0 - 0°C	Zakres krytyczny
10.0°C	Zaczerwienienie i obrzęk w czasie 1 h
9.0°C	Ustanie przewodzenia w nerwach
5.0°C	Porażenie nerwów obwodowych
-1.9°C	Znaczny ból i obrzęk w czasie 4-7 minut
-2.2°C	Zamrożenie skóry

Przewodzenie ciepła

W czasie chłodzenia, ciepło jest przekazywane z tkanek ciała do zimnego okładu dzięki procesowi zwanemu „kondukcją”. Zakres kondukcji i zakres zmniejszania się temperatury w tkance zależy od współdziałania wielu czynników. Należą do nich:

• Różnica temperatur między ciałem a aplikowanym zimnem. Im większa różnica temperatur tym szybsza kondukcja.

• Regeneracja ciepła ciała i sposoby chłodzenia. W miarę tego jak tkanki oddają ciepło do zastosowanego chłodzenia, część utraconego ciepła tkankowego jest odtworzona przez krążącą krew i przewodzenie z otaczających tkanek. Oddane przez tkanki ciepło jest zatrzymane w np. zimnym okładzie, więc obniżenie temperatury jest podtrzymane.

• Pojemność cieplna różnych rodzajów zastosowanego chłodzenia.

• Rozmiar. Im większa powierzchnia zastosowanego zimna, tym więcej energii cieplnej z tkanki jest utracone.

• Powierzchnia ciała kontaktująca się z zimnem.

• Czas trwania aplikacji.

• Indywidualna zmienność.

Uwagi praktyczne: używać pokruszonego lodu zamiast żelowych okładów, gdyż jest bezpieczniejszy, może być dłużej aplikowany i chłodzi mocniej niż okład żelowy. Okład żelowy musi być schłodzony do temperatury niższej niż 0°C, aby mieć wystarczającą pojemność do chłodzenia. Może wtedy spowodować w czasie pierwszych minut aplikacji przemrożenie skóry, jeżeli jest zastosowany bezpośrednio na jej powierzchnię.

Reakcja głębiej położonych tkanek zależy od głębokości i rodzaju tych tkanek. Reakcja podskórnych tkanek (tych, które leżą bezpośrednio pod skórą) jest taka sama jak w skórze, tylko mniejsza. Temperatura początkowo zmniejsza się gwałtownie, potem bardziej stopniowo i stabilizuje się. Podobnie jak temperatura skóry, temperatura tkanek podskórnych zaczyna zmniejszać się bezpośrednio po aplikacji. Z drugiej strony, temperatura głębiej położonych tkanek nie zaczyna zmniejszać się dopóki zastosowana aplikacja nie trwa kilku minut. Wtedy zmniejszenie temperatury jest bardziej stopniowe i w mniejszym zakresie niż w tkance podskórnej. Opóźnienie reakcji jest wynikiem czasu, jaki potrzebuje ciepło do przejścia przez różne warstwy molekuł w tkance. W następstwie trwania aplikacji zimna temperatura głębiej położonych tkanek kontynuuje spadek, a czas jego trwania zależy od głębokości tkanek. Wielkość zmian temperatury w głębokich tkankach zależy od wielkości zastosowanego zimna, czyli ilości ciepła usuniętego z ciała. Tkanki otaczające obszar, gdzie zastosowane jest chłodzenie również zmniejszają swoją temperaturę w związku
z przewodzeniem ciepła do chłodzonego obszaru. Stopień zmniejszania się temperatury w tkankach obwodowych jest bezpośrednio powiązany z ich odległością od chłodzonego obszaru. W miarę jak zimno jest aplikowane powierzchownie na specyficzne tkanki, ciepło jest przewodzone z głębokich i powierzchownych tkanek, usiłując zastąpić utracone ciepło. Przewodzenie ciepła jest kontynuowane po ustaniu aplikacji zimna, ciepło z atmosfery
i głębszych, cieplejszych tkanek jest przewodzone do schłodzonego obszaru. W wyniku tych działań następuje szybki wzrost temperatury skóry i ciągły, ale mniejszy spadek temperatury w tkankach głębiej położonych. Tkanka tłuszczowa izoluje głębiej położone tkanki, zmniejszając w ten sposób efekt ich schłodzenia.

Temperatura wewnątrz stawowa

Temperatura w stawach zachowuje się podobnie jak w innych tkankach i jest funkcją wielkości utraty ciepła. W pracach badawczych zaobserwowano:

-w wyniku zanurzania w zimnej wodzie następuje większy spadek temperatury niż przy okładach z pokruszonego lodu; spadek temperatury przy zastosowaniu chlorku etylu jest również mniejszy,

-temperatura wewnątrz stawowa zmniejsza się w większym stopniu niż w przyległych mięśniach,

-dłuższy czas aplikacji powoduje większy spadek temperatury,

-powtórne ogrzanie oziębionych tkanek jest opóźniane w czasie ( trwa przez godziny).

Zapalenie i zdrowienie

Zapalenie lub reakcja zapalna jest lokalną, na poziomie tkanki reakcją ciała na drażnienie. Cele zapalenia:

• obrona ciała przed obcymi substancjami,

• pozbywanie się obumarłych lub obumierających tkanek, aby proces zdrowienia mógł się rozpocząć,

• popieranie regeneracji normalnej tkanki.

Symptomy zapalenia:

• ból,

• opuchlizna lub obrzęk,

• zaczerwienienie,

• ciepło,

• utrata funkcji.

Powszechnie błędną koncepcją jest to, iż uważa się, że główną korzyścią leczenia stanów ostrych zimnem jest zmniejszenie reakcji zapalnej. Wcześniej przedstawiona lista celów zapalenia wskazuje, jak jest ono ważne; jego zmniejszenie opóźnia proces zdrowienia.

Stosowanie zimna w stanach zapalnych i w leczeniu ran

• Lokalna hypotermia obniża metabolizm tkanek i dzięki temu pozwala tkankom przeżyć dłuższy okres po niedotlenieniu (powyżej 5 dni). Wielki krok zrobiła chirurgia w transplantacjach i w operacjach na otwartym sercu, właśnie dzięki chłodzeniu tkanek w czasie operacji.

• Przedłużenie życia tkanek w czasie okresu deficytu tlenowego jest podstawą używania zimna w leczeniu urazów tkanek miękkich.

• Lokalna hypotermia zwiększa, zmniejsza lub opóźnia zapalenie wywołane przez iniekcje różnych substancji.

• Efekt histaminowy i kolagenozy maziowej jest zmniejszony przez zimno, podczas gdy efekt działania antybiotyków jest podwyższony.

• Hypotermia zwalnia gojenie się ran.

• Konieczne jest wiele badań, aby wyjaśnić wpływ zimna na reakcję zapalną wywołaną ostrym urazem.

Wpływ zimna na struktury nerwowe i neuromięśniowe

Wrażenia odczuwane w czasie aplikacji zimna: zimno, bolesne zimno, zmniejszenia zimna, czasami ciepło i parzenie, ewentualnie zdrętwienie i zniesienie czucia.

• Skutek działania zimna na struktury nerwowe i neuromięśniowe jest różnorodny.

• Zimno aplikowane na receptory zimna zwiększa ich aktywność i wtedy zwiększa się transmisja do centralnego układu nerwowego, podczas gdy chłodzenie nerwów czuciowych zatrzymuje impulsy, zwalniając tę transmisję.

• Szybkość przewodzenia nerwów czuciowych zmniejsza się wraz ze spadkiem temperatury do temperatury krytycznej ok. 27°C. Poniżej tej temperatury spada prędkość przewodzenia aż do całkowitego bloku przewodzenia.

• Okazuje się, że szybko i wolno przewodzące włókna nerwowe, mielinizowane i niemielinizowane reagują podobnie, oprócz włókien niemielinizowanych, które są blokowane przy niższych temperaturach niż włókna mielinizowane.

• Skutek działania zimna na wrzeciona mięśniowe jest podobny do wpływ zimna na włókna czuciowe, ale zależy od stanu aktywności włókien wrzeciona mięśniowego.

• Organ Golgiego w ścięgnie, nie reaguje na zimno, tak jak wrzeciona mięśniowe.

• Szybkość przewodzenia nerwów ruchowych zmniejsza się pod wpływem zimna.

• Związki między napięciem mięśni a czasem trwania i częstotliwością stymulacji są złożone. W jednych mięśniach, zwiększenie trwania potencjału czynnościowego mięśni wpływa na zwiększenie trwania napięcia w drgającym mięśniu, ale zmniejsza napięcie tężcowe. W mięśniach wolno-kurczliwych, napięcie mięśnia zmniejsza się wraz ze zmniejszeniem temperatury. Inni autorzy pokazują zwiększenie, jeszcze inni zmniejszenie napięcia skurczu w czasie progresywnego spadku temperatury.

• Parametry skurczu izotonicznego zmniejszają się wraz z obniżeniem temperatury.

• Zmiany siły mięśniowej w całych grupach mięśniowych powstaną tylko wtedy, gdy głębokie mięśnie są schłodzone do temperatury poniżej 15° do 18°C, która zwykle jest osiągnięta w ostatnich 20 minutach.

Wpływ zimna na ból

1. Zimno stosowane na świeże urazy :

• ogranicza krwawienie przez skurcz naczyń i zwiększenie lepkości krwi,

• ogranicza ból przez redukcję formowania się opuchlizny i redukcję produkcji irytantów włókien bólowych,

• zwalnia metabolizm i redukuje dodatkowe uszkodzenie tkanek.

1. Zimno stosowane dla złagodzenia bólu:

• wyzwala reakcje jak powyżej,

• redukuje przewodzenie we włóknach bólowych skóry,

• zabezpiecza stymulację czuciową, wyzwalając mechanizm „bramki kontrolnej”,

• daje mocne odczucie zimna powodując uwolnienie endorfin.

2. Zimno redukuje napięcie mięśniowe:

• w połączeniu ze skutkami związanymi z obniżeniem czucia bólu.

3. Zimno redukuje spastyczność mięśni:

• zabezpiecza stymulację receptorów skóry i odruchowo hamuje aktywność mięśni,

• działa bezpośrednio na wrzeciona mięśniowe przez przedłużone chłodzenie.

• zwiększa lepkość , co może zmniejszyć szybkość odruchu napięcia.

4. Zimno pobudza skurcze mięśni:

• krótka stymulacja receptorów skóry- masaż kostką lodu.

5. Zimno jest również stosowane w chronicznych stanach zapalnych, wysiękach i stretchingu mięśni.

Reakcje organizmu na skrajnie niskie temperatury

1. Hormonalna: wzrost stężenia ACTH, kortyzonu, A i NA oraz testosteronu u mężczyzn

2. Krążeniowa: skurcz naczyń krwionośnych, a następnie ich rozkurcz i silne przekrwienie (bez większego wpływu na RR i HR).

3. Nerwowo-mięśniowa: spadek napięcia mięśniowego, zwolnienie przewodnictwa nerwowego, wpływ na płytkę motoryczną i motoneurony.

4. Odpornościowa: wzrost odporności humoralnej i komórkowej.

5. Przeciwbólowa: połączenie działania endorfiny jako czynnika uśmierzającego ból oraz euforyzującego oraz mechanizmu bramki kontrolnej selekcjonującego bodźce dochodzące do CUN.

6. Przeciwobrzękowa..

WSKAZANIA

Świeże oparzenia skóry, RZS, ZZSK, łuszczycowe zapalenie stawów, dyskopatia, niedowłady spastyczne, stany pourazowe, zmiany zwyrodnieniowe, zmiany wynikające z przeciążenia narządu ruchu, przewlekłe zespoły bólowe, odnowa biologiczna.

PRZECIWWSKAZANIA

Klaustrofobia (kriokomora), nadwrażliwość na zimno, choroby nowotworowe, wyniszczenie organizmu, niewydolność układu krążenia i oddechowego, zmiany zakrzepowe, zatorowe i zapalne w układzie naczyniowym, zapalenie małych naczyń w mieszanych krioglobulinemiach, otwarte rany i owrzodzenia.

Szczególną ostrożność należy zachować w następujących chorobach: dusznica bolesna, zaburzenia rytmu serca, wady zastawek serca, zespół Reynouda.

REAKCJE NA ZIMNO I ICH ZNACZENIE KLINICZNE

Reakcje	Skutek	Znaczenie
termiczne doznanie czuciowe	łagodne: przeciwbólowe umiarkowane: reakcje autonomiczne silne: reakcja „walki lub ucieczki”	zmniejszenie bólu i napięcia mięśniowego wzmocnienie ogólnej stymulacji ból i strach
początkowy skurcz naczyń powierzchownych	Zmniejszenie powierzchownego krwawienia	może nie zmienić lub zwiększyć przepływ krwi w tkankach głębiej położonych
wtórna reakcja naczyń	zmienią się odpowiednio przepływ krwi	ochrona tkanek przed uszkodzeniem w wyniku działania zimna
widoczne zmiany w kolorze skóry	początkowo: zblednięcie wtórnie: zaczerwienienie	↓ pow. przepływu krwi ↑ pow. przepływu krwi
↑lepkości krwi	↓ przepływu krwi	opóźnienie krwawienia, krwotok
↓ metabolizmu	↓ zapalenia, może zmniejszenie opuchlizny	może opóźniać zdrowienie
szybkie kurcze mięśni(dreszcze)	↑ tempa metabolizmu	Mechanizm utrzymujący termiczną homeostazę
skurcze mięśni unoszących włosy skóry	„gęsia skórka”	Nieskuteczny mechanizm utrzymujący termiczną homeostazę
↓rozciągliwości tkanek nieelastycznych	↓zdolności wydłużenia tkanek (ścięgna, torebka stawowa)	↓ zakresu ruchu
↓aktywności nerwów obwodowych	↓ wzbudzenia i przewodzenia w n. czuciowych i ruchowych	↓ spastyczności
↓ temperatura stawów i płynów	↑ sztywność w stawach ↓ aktywność enzymów	↓ szybkości ruchów w stawach ↓ degeneracja w stawach (choroby reumatyczne)

HYDROTERAPIA

Wodolecznictwo, czyli hydroterapia to jedna z najstarszych metod leczniczych. Stosowana była już od starożytności (Egipt, Grecja, Rzym). Za prekursorów wodolecznictwa uważa się Priessnitza i Kneippa, a w Polsce pionierem nowoczesnego wodolecznictwa był lekarz balneolog Norbert Żniniewicz. Wspólnie z siostrą Janiną prowadzili działalność wodoleczniczą w ambulatorium w Poznaniu.

Hydroterapia obejmuje kilkadziesiąt rodzajów zabiegów wykorzystujących do celów leczniczych właściwości fizyczne wody gospodarczej w różnych postaciach: ciekłej, stałej i pary wodnej. Woda jest nośnikiem bodźców fizycznych i chemicznych.

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE WODY

Pojemność cieplna: zdolność do pobierania i zachowywania ciepła.

Przewodnictwo cieplne: określa szybkość transportowania ciepła (odbierania i oddawania). Ogrzanie i chłodzenie tkanek w wodzie jest wielokrotnie szybsze niż w powietrzu. Różnice przewodnictwa ciepła przez wodę i powietrze powodują, iż w tych samych zakresach temperatur odbieramy różne wrażenia cieplne. Powietrze o temperaturze 23-30ႰC wywołuje wrażenie ciepła, natomiast woda, aby spowodować takie wrażenie powinna mieć temperaturę 38-40ႰC.

Ciśnienie hydrostatyczne: ciśnienie wody działające na osobę w niej zanurzoną, prostopadle do powierzchni ciała, wzrasta liniowo wraz z głębokością zanurzenia, największe w kąpieli całkowitej.

Wypór wody (pływalność): zależy od temperatury, ciśnienia atm, zawartości soli w wodzie, wzrasta proporcjonalnie do głębokości, powoduje pozorną utratę masy ciała, ułatwienie ruchów, rozluźnienie mięśni.

Lepkość (spójność): molekuły wody przyciągają się, co powoduje nieznaczne zwiększenie oporu dla wykonywanych ruchów w wodzie.

Opór wody: czynniki mechaniczny stanowiący utrudnienie dla ruchów w wodzie. Zwiększa się wraz z szybkością wykonywanych ruchów i powierzchnią ciała.

Przewodnictwo elektryczne: ze względu na pewną ilość jonów występujących w wodzie przewodzi prąd elektryczny i wykorzystywana jest w zabiegach elektryczno-wodnych.

Woda jest również rozpuszczalnikiem dla związków chemicznych. Można ją również nasycać gazami (dwutlenek węgla, powietrze, tlen).

TOLERANCJA TEMPERATURY

Teoretycznie granica tolerancji wynosi 50ႰC, praktycznie dla wody gorącej wynosi 45-46 ႰC (krótkie ekspozycje mało wrażliwych części ciała). Granica tolerancji temperatury dla powietrza zależy od jego wilgotności. Przy małej wilgotności 5-15% może sięgać nawet do 100ႰC (sucha sauna).

Granice tolerancji skóry na ciepło w różnych ośrodkach:

Woda 43-45ႰC, peloidy 50-60ႰC, suchy piasek 52-55ႰC, parafina 53-60ႰC, suche powietrze poniżej 100ႰC.

ZAKRES TEMPERATUR WODY I TERMINOLOGIA

TERMINOLOGIA	TEMPERATURA WODY W ႰC
Bardzo zimna	1-13
Zimna	13-18
Chłodna	18-27
Letnia	17-33.5
Neutralna, obojętna	33.5-35.5
Ciepła	35.5-36.5
Gorąca	36.5-40
Bardzo gorąca	40-60

ZAKRES TEMPERATUR WŁAŚCIWYCH DLA WYBRANYCH ZABIEGÓW WODOLECZNICZYCH

Nazwa zabiegu	Zakres temperatur
Kąpiel całkowita	36-38ႰC
Kąpiel przegrzewająca	39-43ႰC
Gimnastyka w wodzie	29-32ႰC
Pływanie	25-29ႰC
Kąpiel powietrzna	16-24ႰC
Zimne polewanie	10-18ႰC
Polewanie po saunie	4-15ႰC

Fizjologiczne działanie wodolecznictwa polega na kompleksowym oddziaływaniu bodźców: temperatury, ciśnienia hydrostatycznego i hydrodynamicznego. Czynniki te działają wspólnie, ale mogą również mieć działanie przeciwstawne.

Działanie hydroterapii

Gospodarka cieplna: hydroterapia równoważy zaburzenia krążenia i trenuje system regulujący.

Układ nerwowy: poprawia funkcje układu nerwowego, trofikę tkanek, ćwiczy odruchy wegetatywne, normalizuje napięcie układu nerwowego autonomicznego.

Wydzielanie wewnętrzne: hamowanie zwiększonej produkcji hormonów lub jej zwiększenie przy niewydolności gruczołów.

Układ krążenia: poprawa krążenia obwodowego, mniejsze obciążenie serca.

Układ oddechowy: korzystny wpływ na zaburzenie oddychania wskutek bólu, eliminacja utrudnień w oddychaniu, rozluźnienie skurczów oskrzeli (zimno zwiększa częstotliwość oddechów i pojemność oddechową).

Tkanki: poprawa napięcia, elastyczności, ukrwienia i ciepłoty, odżywienia i krążenia chłonki. Wielka hydroterapia ma pozytywny wpływ na choroby tkanki łącznej.

Skóra: poprawia odżywienie, korzystnie wpływa na jej funkcje (odporność, wydzielanie toksyn i produkcję końcowych produktów przemiany materii).

System odpornościowy: aktywizacja.

Działanie zależy bezpośrednio od siły działającego bodźca. Siła działania jest zależna od:

• Temperatury wody (bodziec jest tym silniejszy im większa różnica temperatur ciała i wody użytej do zabiegu);

• Wielkości powierzchni ciała poddanej terapii;

• Okolica ciała na którą działa bodziec (silnie na kończynę górną niż dolną);

• Długość czasu trwania zbiegu (im dłużej tym silniej);

• Kombinacji zabiegów ciepłych i zimnych (im większe różnice temperatur tym silniejsze działanie);

• Dodatkowych bodźców (mechanicznych, elektrycznych, chemicznych);

• Ciśnienia strumienia wody;

• Częstotliwości zabiegów i długości przerw między nimi.

• Im wyższa lub niższa temperatura wody tym czas zabiegu powinien być krótszy.

KAŻDY ORGANIZM REAGUJE Z INNĄ SIŁĄ NA TAKI SAM BODZIEC!!!

Zabiegi z wykorzystaniem ciśnienia hydrostatycznego wody: kąpiele całkowite, częściowe, ruchowe, perełkowe, tlenowe, aromatyczne, elektryczno-wodne, masaż podwodny.

Zabiegi z wykorzystaniem ciśnienia hydrodynamicznego: polewania, natryski stałe i ruchome, bicze, wirówki.

Zabiegi za pośrednictwem tkaniny: zmywania, nacierania, szczotkowania, zawijania, okłady.

Zabiegi bez ciśnienia wody: sauna, kąpiele parowe.

WPŁYW KĄPIELI NA ORGANIZM

CZYNNOŚĆ LUB UKŁAD	KĄPIEL CIEPŁA	KĄPIEL ZIMNA
Oddychanie	Ⴍ wentylacji minutowej płuc w stosunku do kąpieli w temp. obojętnej, w gorącej może się zmniejszyć. Hiperwentylacja Ⴎtężyczka zasadowa, pobudzenie psych..	Ⴍ wentylacji minutowej, potem nieregularne, płytkie oddechy, Ⴍ ciśnienia dwutlenku węgla w pęcherzykach, kwasica.
Przemiana materii	Ⴍ zużycia tlenu w temp. powyżej 38ႰC, przyspieszenie procesów przemiany materii.	Ⴍ zużycia tlenu w temp. poniżej 32ႰC, Ⴍ węglowodanowej i tł., co zaspokaja zw. zapotrzebowanie organizmu na ciepło.
Nerki	Ⴍ wydzielanie moczu w ciepłej, Ⴏ w gorącej kąpieli	Krótkotrwałe: Ⴍ czynności nerek, długotrwałe: Ⴏ wydzielania moczu (białko, krwinki czerwone obecne w moczu)
Przewód pokarmowy	W ciepłej: początkowe nasilenie wydzielania soku żołądkowego i ruchów robaczkowych, potem zah. tych czynności	Ⴍ łaknienia, Ⴍ wydzielania kwasów żołądkowych i ruchu rob. jelit
Układ nerwowy	Krótkie ciepłe: pobudzają CUN, Dłuższe ciepłe: hamują CUN, Ⴏ bólu i napięcia mięśniowego, nasennie	Pobudzają CUN, zwiększają napięcie mięśniowe pow. grup mięśni
Gruczoły dokrewne	Ⴍ acetylocholiny, Ⴍ reniny w osoczu,	Pobudzenie osi przysadkowo-nadnerczowej, Ⴏ reniny w osoczu , Ⴍ histaminy
Fizjologiczne mechanizmy wyrównawcze,	Ⴍ objętości krwi krążącej w wyniku opróżnienia magazynów tkankowych	Ⴏ objętości krwi krążącej, wypełnienie magazynów tkankowych
Czynność serca	Przyspieszenie, Ⴍ objętości wyrzutowej i minutowej. W gorącej: przyspieszenie czynności serca, Ⴏ pojemności objętości wyrzutowej	W okresie wtórnego rozszerzenia naczyń na obwodzie zwolnienie czynności serca i ob. objętości wyrzutowej
Ciśnienie	Rozkurczowe obniża się wyraźniej niż skurczowe. W gorącej: ciśnienie skurczowe wzrasta bardziej niż rozkurczowego	W chłodnej: skurczowe zwiększa się wyraźniej niż rozkurczowe, w zimnej: wzrost ciśnienia rozk. w mniejszym stopniu skurcz.
Szybkość przepływu krwi	Zwiększenie	Zmniejszenie
Wysycenie tlenem	W żyłach powierzchownych wzrost wysycenia tlenem, obniżenie ilości dwutlenku węgla	W żyłach powierzchniowych wzrost ilości dwutlenku węgla
Opór obwodowy	Zmniejsza się im wyższa temperatura kąpieli	Zwiększa wskutek działania ciśnienia hydrostatycznego
Obciążenie układu krążenia	Progresywne ze wzrostem temperatury i czasu trwania kąpieli. Ⴍ zużycia tlenu, Ⴏ objętości wyrzutowej, niepokój, niewydolność krążenia	Niewielki wzrost wskutek włączania mechanizmów termoregulacji

Łagodne bodźce hydroterapeutyczne (mała hydroterapia):

• obmywanie, nacieranie, masaż szczotka na sucho.

• Wstępujące kąpiele częściowe, (do kąpieli przedramienia i stóp), kąpiele ciepło zmienne, zimne polewanie kolan, brodzenie po wodzie.

• Zawijania (klatki piersiowej).

• Wilgotne ciepło obejmujące małe obszary: worek z ciepłym sianem, małe okłady peloidowe.

Średnio silne bodźce (średnia hydroterapia)

• Wstępujące kąpiele nóg, kąpiele nasiadowe, półkąpiele.

• Ciepłe kąpiele z dodatkami.

• Zimna kąpiel nasiadowa z nacieraniem.

• Ciepłozmienne kąpiele nasiadowe.

• Zawijania tułowia oraz wilgotny okład ¾ ciała ze średnio długim leżeniem (30-45 minut).

• Nasiadowa kąpiel parowa.

Silnie działające bodźce (wielka hydroterapia)

• Sauna

• Kąpiel rozgrzewająca

• Rosyjsko-rzymska kąpiel parowa

• Podwodne płukanie jelit

• Zimne lub gorące błyskawiczne oblewanie całkowite

• Długo trwające wilgotne zawijanie ¾ lub całego ciała (łagodny sposób wielkiej hydroterapii)

OGÓLNE WSKAZANIA DO KĄPIELI CIEPŁYCH I GORĄCYCH

WSKAZANIA	EFEKT TERAPEUTYCZNY	WŁAŚCIWOŚCI WODY
Podostre i chroniczne urazy tkanek miękkich (skręcenia, bóle dolnego odc. kręgosłupa)	Zmniejszenie obrzęku Przyspieszenie zdrowienia Ⴏ bólu Ⴍ zakresu ruchu Ⴍ siły	Ciśnienie Temperatura Temperatura Temperatura i pływalność Pływalność i ciśnienie jako opór
Przykurcze tkanek	Relaksacja Ⴍ rozciągliwości tkanek zmiękczanie blizn w tkankach wspomaganie ruchu czynnego	Temperatura i aspekt psychologiczny Temperatura Temperatura i stan ciekły Pływalność
Arthritis: podostre stany reumatyczne	Ⴍ możliwości ruchowych stawu Ⴏ bólu Ⴍ zakresu ruchu	} } } temperatura }
Po złamaniach	Usuniecie przesuszonej skóry Ⴍ zakresu ruchu Ⴍ siły	Ciśnienie i stan ciekły Temperatura i pływalność Działanie w kierunku przeciwnym pływalności
Otwarte rany, oparzenia, odleżyny	Oczyszczenie Ⴍ zakresu ruchu	Stan ciekły i ciśnienie
Częściowo zagojone rany lub oparzenia	Zmiękczenie tkanki bliznowatej Zapobieganie przykurczom	Pływalność i temperatura
Wzmożone napięcie mięśniowe	Ⴍ krążenia, Ⴏ bólu	Temperatura, ciśnienie
Osłabienie mięśni w wyniku chorób centralnego lub obwodowego układu nerwowego	Ⴍ zakresu ruchu, Ⴍ siły	Pływalność i działanie w kierunku przeciwnym pływalności
Ogólne napięcie, problemy emocjonalne lub psychiczne	Ⴏ symptomów	Temperatura i ciśnienie hydrostatyczne

PRZECIWWSKAZANIA (relatywne w zależności od temperatury i wielkości zanurzenia)

PRZECIWWSKAZANIE	UZASADNIENIE
Choroby serca	Serce nie może przystosować się do zmian niezbędnych do utrzymania termicznej homeostazy
Dysfunkcje układu oddechowego	Niezdolność do przeciwstawienia się zmianom ciśnienia hydrostatycznego
Zmniejszenie odczuć termicznych	Niezdolność do odbierania informacji związanych z przegrzaniem lub przechłodzeniem. Proponuje się temp. wody 26.7 - 36.7 ႰC (chłodna i ciepła).
Zaburzenia krążenia obwodowego	Przeciwwskazanie do grzania
Zagrożenie krwawienia	Przeciwwskazanie do grzania
Ostre stany reumatyczne	Przeciwwskazanie do grzania
Infekcje powierzchniowe (grzybice)	Infekcja może rozprzestrzeniać się przez wodę do innych rejonów ciała
Brak kontroli nad pracą zwieraczy (jeżeli obszar miednicy jest w wodzie)	Zanieczyszczenia wody
Stany dermatologiczne: wypryski atopowe, świąd starczy, „rybia łuska”	Nawodnienie skóry może zaostrzać pewne stany dermatologiczne. Woda usuwa naturalną wilgotność skóry.

Podstawowe zasady hydroterapii (wg Voglera i Kraußa)

• Nie stosować zabiegów z zimną wodą na zimnych lub marznących częściach ciała lub całym pacjencie. Stopy powinny mieć co najmniej taka temperaturę jak czoło.

• Zimnych stóp nie należy wkładać do gorącej wody, a zimnych części ciała rozgrzewać czymś gorącym. Rozgrzewanie powinno być stopniowe. Ciepłe lub gorące kończyny doskonale znoszą oblewanie zimna wodą, okłady i obmywanie.

• Obserwować gospodarkę cieplną organizmu.

• Chłodny wilgotny okład powinien się rozgrzać najpóźniej w ciągu 5-10 minut.

• Przed stosowaniem większych zabiegów należy opróżnić pęcherz i jelita, ew. wykonać lewatywę. W przeciwnym przypadku mogą wystąpić niepożądane reakcje, jak bóle głowy, dolegliwości sercowe, oszołomienie aż do zapaści. Przed większymi zabiegami ostatni posiłek należy spożyć co najmniej 2h wcześniej.

• Zabieg z wzrastającą temperatura lub ciepła powinien być zakończony zimnem.

• Podczas każdego zabiegu obserwować stan pacjenta. Jeżeli skarży się na nudności, bóle głowy lub serca, silne zmęczenie po bezsennej nocy, nie należy stosować męczących okładów i zawijań, kąpieli i sauny.

• Między dwoma zabiegami fizykalnymi u pacjentów leżących na oddziale powinno minąć 2h, aby nie skracać koniecznej dla organizmu fazy odpoczynku.

ULTRADŹWIĘKI

Ultradźwięki są to mechaniczne wibracje o częstotliwości przekraczającej granicę słyszalności ucha ludzkiego (powyżej 20kHz). Do wytwarzania ultradźwięków stosowanych w terapii stosuje się substancje aktywne elektromechanicznie, które to ulegają odkształceniu w wyniku działania z zewnątrz pola elektrycznego. Do substancji tych zalicza się kryształ kwarcu, tytanian baru, winian potasu i inne. W medycynie fizykalnej fale dźwiękowe wytwarzane są poprzez przetworniki elektroakustyczne z wykorzystaniem odwrotnego zjawiska piezoelektrycznego. Przy ściskaniu lub rozciąganiu kryształów (np. tytanian baru) na przeciwległych powierzchniach pojawiają się różnoimienne ładunki elektryczne. Przy podłączeniu do przetwornika piezoelektrycznego zmiennego napięcia elektrycznego wielkiej częstotliwości w zakresie od 0.8 do 3 MHz następuje rozszerzanie i ściskanie kryształu wytwarzające oscylacje mechaniczne. Drgania mechaniczne elementu piezoelektrycznego przewodzone są do powierzchni głowicy ultradźwiękowej. Cząsteczki sąsiadujące z powierzchnią drgającą przetwornika ultradźwiękowego zaczynają drgać wokół swojego położenia równowagi. Drgania przenoszą się na następne cząsteczki powodując powstanie fali mechanicznej rozchodzącej się w przestrzeni i w czasie. W chwili zetknięcia głowicy ultradźwiękowej z ciałem pacjenta fale ultradźwiękowe rozchodzą się w postaci fal podłużnych.

Właściwości fizyczne ultradźwięków

Ultradźwięki są to fale sprężyste o częstotliwościach większych od słyszalnych obejmujące szeroki zakres częstotliwości. W terapii fizykalnej stosuje się głównie częstotliwości od 0.8 do 3 MHz. Fale ultradźwiękowe klasyfikowane są jako fale podłużne lub poprzeczne, odpowiednio do kierunku ruchu cząsteczek w środowisku przez które przechodzą. W fali podłużnej ruch cząsteczek jest równoległy do kierunku rozchodzenia się fali. Fala podłużna rozchodzi się w każdym sprężystym środowisku (gazy, ciecze, ośrodki stałe), oprócz próżni. W fali poprzecznej ruch cząsteczek jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali. Oba rodzaje fal powstają jedynie w ciałach stałych. W tkankach ludzkich powstają głównie fale podłużne, które powodują równoległy ruch cząsteczek w tym samym kierunku, co przepływ energii. Fale poprzeczne można zaobserwować jedynie w kościach. Fala ultradźwiękowa bardzo słabo rozchodzi się w powietrzu.

Istotą ruchu falowego jest przemieszczanie się wywołanej w ośrodku wibracji z określoną prędkością. Każda cząsteczka ośrodka wibruje wokół swojego położenia równowagi, przekazując energię innym sąsiednim cząsteczkom. Fazy ruchu powtarzają się okresowo w przestrzeni i w czasie. Ilość oscylacji cząsteczki w czasie jednej sekundy określana jest jako częstotliwość, której jednostką jest herc (Hz). Związek pomiędzy częstotliwością a szybkością rozchodzenia się fali określa wzór:

V= λf ; V prędkość, λ długość, f częstotliwość fali.

Jeżeli częstotliwość jest ustalona, energia rozchodzi się w ośrodku z daną częstotliwością a prędkość rozchodzenia się fali ultradźwiękowej zależy od fizycznych właściwości ośrodka, przez który przechodzi oraz zmian gęstości tkanek. Średnia prędkość fali ultradźwiękowej w tkankach miękkich człowieka i w wodzie wynosi około 1500m/sek, w kości 3360m/sek i w powietrzu 330m/sek. Prędkość rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w różnych ośrodkach przedstawiono w tabeli 1.

Tab. 1. Prędkość rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w różnych ośrodkach

Ośrodek	Prędkość
powietrze t. 0^0C	331,45 m/s
woda t. 25^0C	1497 m/s
Tkanka tłuszczowa	1450 m/s
Tkanki miękkie	1540 m/s
Tkanka kostna	4080 m/s
Żelazo	5850 m/s

Długość fali zależy więc od częstotliwości drgań i prędkości rozchodzenia się fali w ośrodku. Przy częstotliwości drgań 0.8 MHz w wodzie powstają fale o długości 1875mm, przy częstotliwości 2.4 MHz powstają fale o długości 0.6 mm. W tkankach miękkich organizmu człowieka długość fal odpowiada w przybliżeniu długościom fal w wodzie.

W czasie rozchodzenia się fali ultradźwiękowej występuje transport energii bez transportu masy. Energia fali jest sumą energii kinetycznej cząstek drgających i energii potencjalnej cząstek zagęszczonych i rozrzedzonych.

Ultradźwięki przenoszone są w linii prostej. Wiązka ma kształt cylindryczny
o średnicy równej powierzchni efektywnej promieniowania głowicy (ERA - effective radiating area). W większości urządzeń generujących ultradźwięki ERA jest ona mniejsza od powierzchni głowicy. Powierzchnia najbliżej przetwornika określana jest jako pole bliskie. Jeżeli energia jest przenoszona dalej od przetwornika, fale zaczynają się rozbiegać i tym miejscu rozpoczyna się pole dalekie. Pole bliskie fali ultradźwiękowej charakteryzuje się silnymi zmianami intensywności w związku z interferencję efektów fali ultradźwiękowej. Długość pola bliskiego zależy od średnicy głowicy oraz częstotliwości fali ultradźwiękowej. Pole bliskie dla częstotliwości 1 MHz i głowicy leczniczej o powierzchni 4cm² wynosi w przybliżeniu 10 cm, dla głowicy leczniczej o powierzchni 1 cm² wynosi 2 cm. Długość pola bliskiego jest odwrotnie proporcjonalna do zwiększającej się częstotliwości ultradźwięków. Główny efekt terapeutyczny powstaje w polu bliskim, gdyż w polu dalekim występuje stopniowe zmniejszanie intensywności, aż do całkowitego zniesienia efektu interferencji. Niejednolita fala dźwiękowa w polu bliskim wynika ze zwiększenia szczytu intensywności fali w stosunku do zastosowanej wartości. BNR (beam non-uniformity ratio) określa, jak wiele razy wielkość szczytu intensywności przewyższa przyłożoną wartość (w dobrej głowicy BNR<5).

Im wyższa częstotliwość oscylacji przetwornika ultradźwiękowego, tym powstaje mniejsza rozbieżność (dywergencja) fali ultradźwiękowej. W celu rozprowadzenia energii fali ultradźwiękowej w najbardziej jednolity sposób głowica w czasie leczenia powinna być zawsze w ruchu. Dźwięki w zakresie słyszalności ucha ludzkiego rozprzestrzeniają się we wszystkich kierunkach, natomiast strumień ultradźwięków o częstotliwości większej od 0.8MHz jest odpowiednio skolimowany do selektywnego działania w ograniczonym obszarze docelowej tkanki, co wykorzystuje się w terapii fizykalnej.

Tkanki ludzkie stanowią bardzo zróżnicowany ośrodek pod względem akustycznym. Fala ultradźwiękowa przechodząca przez ośrodek może ulec absorpcji, rozproszeniu, załamaniu, ugięciu, interferencji (nakładanie się fal padających i odbitych), co powoduje fale stojące i odbiciu (od kości nawet 35% fali), co zależy nie tylko od rodzaju tkanki, ale również od kąta padania energii. Energia fali ultradźwiękowej zmniejsza się w czasie przejścia przez tkanki w wyniku rozproszenia i absorpcji. Rozpraszanie powstaje we wszystkich żywych tkankach ze względu na niejednorodny skład różnych struktur komórkowych. Współczynnik osłabienia wzrasta wraz ze zwiększeniem częstotliwości ultradźwięków. Biologiczne tkanki absorbują ultradźwięki w różnym zakresie, którego miarą jest współczynnik absorpcji, czyli ilość pochłoniętej energii przez 1 cm tkanki wyrażona w % (tabela 2).

Tab.2.Współczynnik absorpcji w różnych ośrodkach

Ośrodek	Współczynnik absorpcji na cm
		1MHz	3 MHz
Woda	0.0006	0.0018
Powietrze	2.76	8.28
krew	0.03	0.09
Tkanka tłuszczowa	0.14	0.42
Tkanka nerwowa	0.20	0.60
mięśnie (podłużnie)	0.76	2.28
mięśnie (poprzecznie)	0.28	0.84
naczynia krwionośne	0.40	1.20
Skóra	0.62	1.86
Ścięgna	1.12	3.36
Chrząstka	1.16	3.48
Kość	3.22	brak danych

Tkanki słabo uwodnione z wysoką zawartością białek mają wysoki współczynnik absorpcji, co przedstawiono na schemacie poniżej.

Zwiększanie zawartości białek

Krew - tłuszcz - nerwy -mięśnie - skóra - ścięgna - chrząstka - kość

Niska wysoka

Absorpcja ultradźwięków

Ultradźwięki najbardziej skutecznie są przenoszone przez ośrodki jednorodne. Wysoka jednorodność i duża gęstość ośrodka np. stali pozwala na przenoszenie ultradźwięków po stosunkowo prostej drodze, z dużą prędkością. Mniejsza gęstość i niejednorodność ośrodka powoduje gorsze przenoszenie z mniejszą prędkością.

Największa ilość energii ultradźwiękowej absorbowana jest w tkankach człowieka o dużej zawartości białek, takich jak ścięgna czy chrząstka stawowa. W związku z tym właśnie te tkanki ulegają największemu ogrzaniu, co wyjaśnia terapeutyczne efekty uzyskiwane w leczeniu w/w tkanek.

Możliwość przenoszenia jest bezpośrednio związana z głębokością penetracji. W tkankach człowieka skuteczna głębokość penetracji wynosi od 1 do 6 cm dla ultradźwięków stosowanych terapeutycznie. Głębokość penetracji jest odwrotnie zależna od częstotliwości. Przy niższej częstotliwości występuje głębsza penetracja. Przy wyższej częstotliwości występuje większe osłabienie i mniej energii jest dostępne do penetracji tkanek położonych głebiej. Częstotliwość 1 MHz pozwala na odpowiednią głębokość penetracji w celu leczenia problemów większości tkanek. Głębokość penetracji jest również odwrotnie zależna od współczynnika absorpcji ośrodka oraz od częstotliwości ultradźwięków. Jeżeli energia zostanie zaabsorbowana, nie jest możliwe jej dalsze przenoszenie.

Niska częstotliwość 1 MHz → mała absorpcja → duża głębokość penetracji 1-6cm

Wysoka częstotliwość 3 MHz → wysoka absorpcja → mała głębokość penetracji do 1 cm

Całkowita absorpcja ultradźwięków w kości dla f = 1MHz występuje na głębokości 0.3 cm, dla f= 3 MHz na głębokości 0.1 cm. Absorpcja w mięśniach dla f = 1 MHz występuje na głębokości 1 cm i wynosi 50%.

Głębokość połówkowa określa odległość, gdzie intensywność zmniejsza się o połowę, w poszczególnych jednorodnych tkankach. w kierunku działania strumienia ultradźwięków. Głębokość połówkowa zmienia się w zależności od zawartości białek w tkance oraz od częstotliwości ultradźwięków (tab.3) Przy częstotliwości 1 MHz jest trzykrotnie wyższa niż przy 3 MHz.

Tab.3. Wartość głębokości połówkowej w różnych tkankach

Ośrodek	Głębokość połówkowa w mm
		1 MHz	3 MHz
Tkanka tłuszczowa	50.0	16.5
mięśnie (podłużnie)	9.0	3.0
mięśnie (poprzecznie)	24.6	8.0
Skóra	11.1	4.0
Ścięgna	6.2	2.0
Chrząstka	6.0	2.0
Kość	2.1	brak danych

Głębokość, na której ultradźwięki mają działanie terapeutyczne określa się jako głębokość penetracji. Jest to miejsce, w którym znajduje się 10% generowanej intensywności. Minimalna energia niezbędna do wywołania efektu terapeutycznego wynosi 0.1 W/cm² w tkance poddanej terapii.

Tab.4. Głębokość penetracji w różnych tkankach

Ośrodek	Głębokość penetracji w mm
		1 MHz	3 MHz
Tkanka tłuszczowa	165	55
Mięśnie (podłużnie)	30	10
Mięśnie (poprzecznie)	82	27
Skóra	37	12
Ścięgna	21	7
Chrząstka	20	7
Kość	7	---

Odbicie i załamanie występuje, gdy ultradźwięki przechodzą z ośrodka o jednej gęstości do ośrodka o innej gęstości. Jeżeli kąt padania fali wynosi 90°, odbicie zachodzi bezpośrednio w kierunku źródła. W tabeli 5 przedstawiono wartość odbicia fali ultradźwiękowej [wyrażoną w %] na granicy różnych ośrodków.

Tab.5. Odbicie fali ultradźwiękowej na granicy różnych ośrodków

Ośrodek	Odbicie w %
Głowica - powietrze	99.90
Głowica - żel sprzęgający	66.00
żel - skóra	0.10
Skóra - tk. tłuszczowa	0.87
Tk. tłuszczowa - mięśnie	0.87
Mięśnie - kość	34.50
skóra - powietrze	99.90

Załamanie spowodowane jest różnym tempem przejścia fali poprzez przyległe ośrodki. W tkankach biologicznych odbicie, załamanie i osłabienie powstaje przeważnie na powierzchni rozdzielającej dwa ośrodki (tkanki) ze względu na występujące różnice w oporności akustycznej. Kiedy głowica ultradźwiękowa jest nieruchoma, występuje sumowanie się energii i mogą powstawać fale stojące, z dużą koncentrację energii. Zbliżanie się i oddalanie cząsteczek materii powoduje zagęszczanie i rozszerzanie fali, powstają wówczas siły ściskające i rozciągające co powoduje zmianę ciśnienia fali. Różnica ciśnień przy przechodzeniu z tkanek miękkich do kostnej może powodować bóle okostnowe. Miejsca rozrzedzeń i zagęszczeń są oddalone od siebie o połowę długości fali.

Częstotliwość ultradźwięków

W fizjoterapii wykorzystywane są najczęściej częstotliwości od 0.8 do 3MHz, co pozwala na dostatecznie głęboką penetrację ultradźwięku do tkanek i działanie biologiczne.

Emisja fali ultradźwiękowej

Ultradźwięki mogą być wytwarzane w emisji ciągłej lub pulsacyjnej (przerywanej). Emisja ciągła charakteryzuje się stałą wartością intensywności w czasie wytwarzania ultradźwięków. W emisji pulsacyjnej występuje czasowe, w określonych cyklach, przerywanie trwania emisji ultradźwięków, co powoduje zmniejszenie ogólnej ilości energii dostarczanej do pacjenta w porównaniu z emisją ciągłą o tej samej intensywności. Emisję pulsacyjną charakteryzuje współczynnik wypełnienia, który określa ilość energii dostarczonej do tkanki. Współczynnik wypełnienia jest to procent lub stosunek czasu trwania emisji ultradźwięków do czasu trwania okresu (suma czasu trwania emisji i czasu trwania przerwy w każdym cyklu). Stosuje się współczynniki wypełnienia od 0.05 (5%) do 0.75 (75%). Przy emisji ciągłej i odpowiedniej mocy uzyskuje się efekt termiczny. Emisja pulsacyjna ogranicza działanie cieplne (przy zachowanym działaniu termicznym) i umożliwia stosowanie większych mocy.

Intensywność (natężenie) ultradźwięków

Wyznacznikiem siły strumienia ultradźwięków jest jego intensywność, określana również jako natężenie. Natężenie określa ilość energii emitowanej w jednostce czasu przez powierzchnię przetwornika (głowicy), wyrażone jest w jednostce W/cm². Natężenie oblicza się dzieląc moc przetwornika przez jego czynna powierzchnię. Moc jest to całkowita ilość energii wytwarzanej przez generator ultradźwiękowy (jednostka wat -W).

Głowica ultradźwiękowa nie wysyła energii równomiernie we wszystkich kierunkach, więc strumień ultradźwięków jest niejednorodny, pewne obszary mają większe natężenie niż inne. Pomiar tego natężenia daje natężenie średnie, określane jako średnie natężenie przestrzenne ultradźwięków. W przypadku emisji fali ultradźwiękowej w postaci pulsacyjnej, maksymalne natężenie w fazie nadawczej nazywa się szczytowym natężeniem czasowym. Średnie natężenie czasowe otrzymuje się poprzez uśrednienie natężenia w czasie trwania emisji i przerwy. Wyjaśnia to przykład:

emisja pulsacyjna ze współczynnikiem wypełnienia 50% i czasowym szczytem natężenia 2W/cm² będzie mieć średnie natężenie równe 1W/cm² ( 2W/cm² X 0.5= 1W/cm²); jeżeli współczynnik wypełnienia przy tym samym natężeniu wynosi 20% średnie natężenie będzie równe 0.4W/cm² ( 2W/cm² X 0.20= 0.4W/cm²).

Działanie biologiczne ultradźwięków

Ultradźwięki powodują w tkankach skutki termiczne, mechaniczne i zmiany fizykochemiczne.

Efekty termiczne

Ultradźwięki stosowane są w celu uzyskania wzrostu temperatury w tkankach głębiej położonych, nawet do głębokości 6cm. W wyniku absorpcji energii ultradźwiękowej w tkankach następuje oscylacja cząsteczek wokół głównej pozycji i przemiana energii kinetycznej i potencjalnej w energię cieplną, proporcjonalnie do intensywności ultradźwięków. Energia mechaniczna zamieniona w energię cieplną może spowodować lokalne podwyższenie temperatury. Wzrost temperatury w tkance w zakresie 40-45ºC powoduje przekrwienie tkanek, natomiast powyżej 45ºC ma działanie destrukcyjne.

Fizjologiczne reakcje pod wpływem wzrostu temperatury obejmują: wzrost rozciągliwości kolagenu, przyspieszenie przepływu krwi, zmiany w szybkości przewodzenia nerwów obwodowych, podwyższenie progu odczuwania bólu, zwiększenie aktywności enzymów, zmiany w aktywności skurczowej mięśni szkieletowych. Największe działanie cieplne występuje na granicy dwóch ośrodków. Ciepło powstaje głównie w tkankach o wysokim współczynniku absorpcji (kość, chrząstka, okostna, ścięgno, więzadło). Struktury leżące na drodze działania strumienia akustycznego absorbując energię zmniejszają efekt grzania w tkankach leżących głębiej. W związku z powyższym konieczna jest kalkulacja dawki w tkance docelowej. Tłuszcz, jako tkanka jednorodna o niskim współczynniku absorpcji, przewodzi ultradźwięki bez znacznego ogrzania. Brak możliwości wytwarzania ciepła w tkance tłuszczowej w czasie działania ultradźwięków powoduje, iż terapia ta jest korzystniejsza dla grzania tkanek głębiej położonych w porównaniu z diatermią krótkofalową (metoda kondensatorowa). Na wzrost temperatury w tkankach mają również wpływ:

1. tempo i czas w jakim energia jest dostarczana do tkanki;

2. termiczne przewodnictwo tkanki;

3. tempo przepływu krwi do tkanki.

Tempo w jakim energia jest dostarczana do tkanek jest określane poprzez dobraną intensywność i sposób aplikacji. Jeżeli intensywność jest zbyt niska, wtedy ilość energii jest nieadekwatna do wytworzenia wzrostu temperatury. Jeżeli jest zbyt wysoka, lokalne reakcje termiczne mogą wywołać nagły ból w wyniku przegrzania tkanki, zanim ciepło zostanie rozproszone do przyległych obszarów. W badaniach klinicznych ustalono, iż aby ultradźwięki powodowały powstanie ciepła w tkankach leżących nad kością, poziom energii musi być:

• odpowiednio niski, aby nie wywołać bólu;

• odpowiednio wysoki, aby działać na adekwatną głębokość;

• dawkowany odpowiednio długo, aby pozwolić na przewodzenie ciepła od kości do otaczających tkanek.

Jeżeli energia jest dostarczana zbyt szybko, ciepło wytwarza się zbyt gwałtownie i mogą być stymulowane termiczne receptory bólowe. W celu uzyskania efektów terapeutycznych należy utrzymać temperaturę tkanek w zakresie 40-45ºC co najmniej przez 5 minut. Przy dawkach niższych około 0,3 W/cm² ultradźwięki nie mają działania cieplnego.

Tkanki o wysokim przewodnictwie termicznym (np. kość) nie stają się proporcjonalnie cieplejsze niż ścięgna czy mięśnie leżące bezpośrednio nad nią. Jest to związane z faktem, iż energia zaabsorbowana powoduje powstanie ciepła, które jest rozpraszane do chłodniejszego obszaru. Odbicie części fali ultradźwiękowej od kości również zabezpiecza ją przed nadmiernym ogrzaniem.

W tkankach dobrze unaczynionych np. w mięśniach występuje rozpraszanie powstałego ciepła do chłodniejszych obszarów, natomiast w tkance o słabym unaczynieniu np. ścięgno, więzadło istnieje ryzyko termicznego uszkodzenia. Podobnie narażone są tkanki z uszkodzonym krążeniem. Dlatego też przy określaniu dawki ultradźwięków należy koniecznie brać pod uwagę stan unaczynienia tkanki poddawanej terapii.

Efekty nietermiczne

Do pozatermicznych mechanizmów działania ultradźwięków zalicza się zmiany mechaniczne, kawitacje i zmiany chemiczne. Głównie efekty mechaniczne dotyczą zmian ciśnienia w ośrodku pod wpływem przechodzenia fali ultradźwiękowej. Wahania ciśnień występujące w przebiegu podłużnej fali ultradźwiękowej powodują sprężyste odkształcenia struktur tkankowych zwane mikromasażem. Termin ten wprowadzono od początku opisywania działania ultradźwięków. Pozostałe skutki są prawdopodobnie wynikiem działania mikromasażu. Pod wpływem działania sił ściskających i rozciągających w tkankach powstają mikroobszary zagęszczeń i rozrzedzeń, co powoduje zmianę ciśnienia wewnątrz tkankowego. W obszarach zagęszczeń ciśnienie wzrasta do kilkuset atmosfer, a w obszarze rozrzedzeń maleje do wartości równie dużego podciśnienia. W obszarze podciśnienia dochodzi do przezwyciężania sił spójności i rozrywania wiązań wody, tworzą się puste przestrzenie penetrowane przez opary cieczy (wrzących w warunkach podciśnienia) zwane kawitacjami. Kawitacja jest bezpieczna dla tkanek, jeżeli przestrzenie powietrzne pozostają w całości i oscylują w pobliżu błony komórkowej powodując jej drgania. Jeżeli powstają kawitacje nietrwałe, szczególnie przy wysokiej intensywności ultradźwięków (zabezpieczenie urządzeń poprzez limit intensywności), pęcherzyki rosną i nagle pękają, powodując wzrost temperatury, co może być przyczyną uszkodzenia tkanek.

Strumień akustyczny odnosi się do ruchu płynów wzdłuż granic błony komórkowej w wyniku działania mechanicznego fali i zmiany ciśnień. Strumień akustyczny wciąga w te zmiany jony i przez to zwiększa się przepuszczalność błon komórkowych i ścian naczyń krwionośnych znajdujących się pod wpływem działania ultradźwięków w zakresie terapeutycznie stosowanej intensywności.

Pod wpływem działania energii mechanicznej ultradźwięków powstają następujące skutki fizjologiczne:

• zwiększenie wewnątrzkomórkowego poziomu wapnia,

• degranulacja mastocytów,

• zmiany polaryzacji błon komórkowych,

• pobudzenie aktywności fibroblastów,

• zwiększenie przepuszczalności ścian naczyń krwionośnych,

• zwiększenie angiogenezy,

• zwiększenie wytrzymałości włókien kolagenowych na rozciąganie.

Zmiany fizykochemiczne

Pod wpływem działania mechanicznego i cieplnego ultradźwięki powodują zmiany fizykochemiczne w tkankach. Wyróżnia się następujące podstawowe rodzaje takich reakcji:

przyspieszenie reakcji konwencjonalnych;

przyśpieszenie utleniania i redukcji w roztworach wodnych;

degradacja polimerów;

rozpad i reakcje w rozpuszczalnikach organicznych.

Działanie biologiczne

Działanie biologiczne ultradźwięków jest wypadkową działania cieplnego, mechanicznego i fizykochemicznego i obejmuje:

• pobudzenie aktywności fibroblastów,

• wzrost syntezy kolagenu,

• zwiększenie syntezy niekolagenowych białek w fibroblastach (albuminy i globuliny),

• przyspieszenie syntezy DNA,

• rozszerzenie naczyń krwionośnych i przekrwienie narządów,

• wewnątrzkomórkowy wzrost syntezy wapnia,

• degranulacja mastocytów,

• przyspieszenie neoangiogenezy,

• pobudzanie procesów utleniania komórkowego,

• zmiany czynności błon komórkowych,

• zmiany szybkości przewodzenia we włóknach nerwowych.

Metody terapeutycznego zastosowania i określania dawki

Techniki nadźwiękawiania

Transfer energii ultradźwiękowej do tkanki może przebiegać w sposób bezpośredni i pośredni.

Metoda bezpośrednia jest stosowana najczęściej i polega na bezpośrednim kontakcie głowicy ultradźwiękowej ze skórą. Ze względu na prawie całkowite odbicie ultradźwięków w powietrzu absolutnie konieczne jest zastosowanie ośrodka przewodzącego (substancja przewodząca) między głowicą a skórą w celu przewodzenia energii do leczonej tkanki. Środek sprzęgający przewodzący energię ultradźwiękową powinien być:

Sterylny, aby zabezpieczyć ryzyko powstawania infekcji;

Niezbyt płynny, oprócz środowiska wodnego, które dobrze przewodzi ultradźwięki;

Czysty chemicznie;

Wolny od pęcherzyków gazów, mikroorganizmów i grzybów;

Nie absorbowany zbyt szybko przez skórę;

Nie barwiący skóry;

Nie podrażniający skóry;

Łatwo rozprowadzający się na skórze;

Przeźroczysty;

Tani.

Najskuteczniejszymi substancjami sprzęgającymi są żele do ultradźwięków i woda. W czasie przenoszenia energii w tkance biologicznej występuje zmniejszenie jej intensywności w wyniku absorbowania energii. Dlatego też większość efektów terapeutycznych powstaje głównie w polu bliskim. W związku ze zwiększeniem intensywności, związanej ze zjawiskiem interferencji, w pewnych punktach może dojść do termicznego i mechanicznego uszkodzenia tkanki. Taka sytuacja częściej występuje przy częstotliwości 3MHz niż 1MHz. Rozpraszanie energii w polu dalekim powoduje zmniejszenie szczytu intensywności. Szczyt intensywności energii ultradźwiękowej, powstający na błonach rozdzielających różne warstwy tkanek, może nadmiernie ogrzewać stosunkowo małe obszary powodując „gorące punkty” (hot spots). W celu wyrównania intensywności w obszarze leczenia konieczne jest utrzymanie w ciągłym ruchu głowicy leczniczej. Ruch głowicy ultradźwiękowej, zwany także techniką dynamiczną, zabezpiecza zmiany w krążeniu krwi, gdyż ultradźwięki mogą powodować zastoje komórek krwi w naczyniach krwionośnych ułożonych równolegle do strumienia akustycznego. W czasie terapii głowica ultradźwiękowa powinna być poruszana nad obszarem leczniczym z zastosowaniem równych, rytmicznych wzorców ruchu. Jest to bardzo ważne, aby utrzymać stały rytm, gdyż zbyt wolne ruchy mogą spowodować dużą kumulację energii, przegrzanie, ból a nawet uszkodzenie tkanki. Prędkość ruchu powinna wynosić średnio 4cm/sekundę. Zbyt szybkie ruchy powodują zbyt małą kumulację energii ultradźwiękowej. Wybór sposobu poruszania głowicą zależy od kształtu leczonej powierzchni. Przy leczeniu powierzchni o nieregularnym kształcie, wzorzec ruchu może występować jako nachodzące na siebie koła. Metoda ta wymaga od terapeuty wykonywania okrężnych ruchów o małej średnicy, wielkości głowicy ultradźwiękowej, w taki sposób, że kolejny okrężny ruch ślizgowy nachodzi na połowę poprzedniego. Przy leczeniu większych, płaskich powierzchni należy wykonywać ruchy podłużne. Metoda ta wymaga od terapeuty wykonywania w odpowiednim rytmie ruchów ślizgu w kierunku podłużnym oraz wykonywania ruchów bocznych o długości połowy średnicy głowicy ultradźwiękowej. W miarę możliwości należy lekko dociskać głowicę do powierzchni skóry, gdyż zwiększa to penetrację ultradźwięków w głąb tkanek. Nawet w czasie leczenia stosunkowo małych obszarów, takich jak punkty spustowe, elementy blizn czy ścięgien należy wykonywać nawet bardzo małe, ale ciągłe ruchy głowicą (często określana jako technika półstacjonarna). Nie należy stosować techniki stacjonarnej.

Metoda pośrednia polega na wykonywaniu zabiegów w środowisku wodnym, szczególnie do leczenia małych nieregularnych powierzchni. Woda powinna być odgazowana, aby nie osłabiać przepływu energii ultradźwiękowej. Głowica może znajdować się w odległości 10 cm lub 2 cm (w zależności od częstotliwości) od leczonych powierzchni. Należy wykonywać wolny ruch głowicą i stosować nieznacznie wyższe dawki niż w metodzie bezpośredniej. Jest to jednak metoda niewygodna, czasochłonna i terapeuta narażony jest na działanie ultradźwięków, ze względu na zanurzenie ręki w wodzie. Głowica stosowana do terapii podwodnej musi być wodoszczelna. W metodzie pośredniej jako środek sprzęgający stosuje się również kapturki wypełnione płynem (woda, olej, gliceryna), które są nałożone na głowicę albo umieszczone między głowicą a skórą. W metodzie podwodnej głowica od leczonego obszaru znajduje się w pewnej odległości, której długość ma wartość co najmniej pola bliskiego. Największe zmiany intensywności powstają głównie w wodzie, a nie w obszarze nadźwiękawianym. Należy przypomnieć, iż w terapii podwodnej zachodzi odbicie fal ultradźwiękowych od ścian naczynia i powrót do ciała, w tym również ręki terapeuty zanurzonej w wodzie.

Miejsca aplikacji ultradźwięków

Ultradźwięki stosowane terapeutycznie wykonuje się bezpośrednio w miejscu zmian chorobowych lub w segmencie związanym ze zmianami chorobowymi, czyli segmentarnie. Przy działaniu miejscowym należy wziąć pod uwagę strukturę leczonych tkanek w związku z określonym współczynnikiem absorpcji (patrz tab.2). Terapia segmentarna obejmuje aplikacje przykręgosłupową i nadźwiękawianie punktów maksymalnych i akupunkturowych. W czasie aplikacji segmentarnej nadźwiękawia się:

- Korzenie nerwowe w okolicy przykręgosłupowej. Odczyny uzyskuje się w obrębie stref unerwienia korzeniowego. Sposób ten jest szczególnie przydatny w przypadku bólów promieniujących do kończyny górnej lub dolnej, nerwobóli międzyżebrowych, choroby niedokrwiennej kończyn dolnych.

- Strefy Heada, czyli pola skórne połączone łukami odruchowymi z narządami wewnętrznymi. Zabiegi stosuje się w celu wspomagania leczenia schorzeń narządów wewnętrznych.

- Punkty maksymalne (spustowe, „trigger points”) na skórze, w tkance łącznej, mięśniach, okostnej oraz punkty akupunkturowe. Zabiegi stosuje się w przypadku dolegliwości mięśniowo-powięziowych, bólów korzeniowych.

Wielu autorów rekomenduje połączenie obu sposobów nadźwiękawiania, czyli lokalnego i segmentarnego we wszystkich przypadkach.

Neuroterapeutyczny schemat nadźwiękawiania

Neuroterapeutyczny schemat nadźwiękawiania polega na wykorzystaniu założeń masażu łącznotkankowego, w którym obowiązują ściśle określone schematy postępowania. Ultradźwięki ze względu na swoje działanie mechaniczne (mikromasaż) zastępują rękę masażysty. W metodzie tej występują dwa schematy nadźwiękawiania, określające kierunek prowadzenia głowicy ultradźwiękowej po skórze. W schemacie odogonowym nadźwiękawianie rozpoczyna się w okolicy wierzchołka kości krzyżowej, potem wzdłuż zewnętrznego brzegu kości krzyżowej, wzdłuż talerza biodrowego w kierunku bocznym, niekiedy do okolicy krętarza wielkiego. Przykręgosłupowo zabieg wykonuje się od przyśrodkowego brzegu grzebienia talerza biodrowego do VIII kręgu piersiowego. W schemacie odgłowowym nadźwiękawia się okolicę przykręgosłupową od VIII kręgu piersiowego do III kręgu szyjnego a następnie mięśnie karku.

Protokół terapeutyczny

Dawkę terapeutyczną ultradźwięków wyznacza stan leczonej tkanki, miejsce,
głębokość jej położenia a określają następujące parametry ultradźwięków: częstotliwość, sposób emisji, intensywność i czas trwania zabiegu.

Częstotliwość

W fizjoterapii najczęściej wykorzystuje się częstotliwości od 0.8 do 3 MHz. Umożliwiają one dostatecznie głęboką penetrację oraz odpowiednie działanie biologiczne. Przy określaniu dawki należy pamiętać, iż wraz ze wzrostem częstotliwości wzrasta osłabienie ultradźwięków, większość energii jest absorbowana w tkankach powierzchownych do 1 cm głębokości. Niższe częstotliwości penetrują głębiej do 6 cm, niektórzy autorzy uważają, że nawet do 8cm .

Sposób emisji

Ultradźwięki mogą wytwarzane w emisji ciągłej lub pulsacyjnej. Emisja ciągła powoduje powstanie pewnej ilości ciepła w tkankach, a emisja pulsacyjna ma głównie działanie mechaniczne (efekt nietermiczny). W celu uzyskania efektu nietermicznego w tkance głębiej położonej stosuje się współczynnik wypełnienia 20% i wysoką średnią intensywność, co pozwala na penetrację energii do struktur głębiej położonych bez efektu ich ogrzewania.

Intensywność (natężenie)

Natężenia ultradźwięków stosowane w fizjoterapii mieszczą się w zakresie od 0.1 do 2W/cm² w Stanach Zjednoczonych, a w Europie do 3 W/cm². Zwiększenie natężenia ultradźwięków powoduje zwiększenie efektów termicznych w tkankach, jeżeli pozostałe czynniki określające dawkę są stałe. W niektórych nowoczesnych urządzeniach do ultradźwięków maksymalna wartość natężenia zależy od rozmiaru głowicy leczniczej i od częstotliwości wytwarzania ultradźwięków. Natężenia powyżej 10W/cm² niszczą tkanki i znajdują zastosowanie w chirurgii, natomiast poniżej 0.1 W/cm² wykorzystywane są w diagnostyce ultradźwiękowej. W terapii bardzo rzadko stosuje się natężenia małe poniżej 0.3 W/cm² , natężenia średnie 0.3 - 1.5 W/cm² stosuje się w leczeniu powierzchownych schorzeń do głębokości 3 cm; natężenia mocne 1.6 - 3W/cm² stosuje się w leczenie tkanek położonych głębiej niż 3cm. Dla emisji ciągłej ultradźwięków nie należy przekraczać natężenia powyżej 1.5W/cm² (szybkie powstawanie wrażenia bólu u pacjenta). Powierzchnie znajdujące się blisko wyrośli kostnych należy leczyć małą dawką. W stanach ostrych należy stosować dawkę 0,1-0,5 W/cm², w stanach podostrych 0,5-1,0 W/cm², w stanach chronicznych 1,0-2,0 W/cm² (USA), do 3 W/cm² w Europie. Przy określaniu natężenia nadźwiękawiania należy brać pod uwagę następujące zasady:

Schorzenia tkanek powierzchownych leżących w pobliżu wyrośli kostnych powinny być leczone niższym natężeniem niż w przypadku tkanek głębokich.

Schorzenia tkanek w stanie podostrym lub każdy stan, w którym nie jest wskazany wzrost temperatury powinny być leczone niższym natężeniem niż stany chroniczne.

W czasie pierwszego zabiegu należy stosować niższe natężenie od „optymalnego” natężenia w tym stanie w celu oszacowania reakcji pacjenta.

„Sprzężenie zwrotne” z pacjentem powinno być utrzymane w czasie i po zabiegu w celu określenia odpowiedniego natężenia.

Pacjenci tolerują większe natężenie w czasie emisji pulsacyjnej niż ciągłej oraz w czasie stosowania metody podwodnej niż bezpośredniej. Należy pamiętać iż kluczową rolę w określaniu wielkości natężenia ultradźwięków w czasie terapii odgrywają zarówno reakcje pacjenta, jak i objawy kliniczne. Wrażenia kłucia, mrowienia, parzenia w czasie zabiegu mogą wskazywać na zbyt małą ilość środka sprzęgającego lub nieodpowiedni kontakt głowicy ze skórą. W tej sytuacji należy zwiększyć ilość środka sprzęgającego i zmienić pozycję głowicy.

Wielkość powierzchni leczniczej i czas trwania zabiegów

Wielkość powierzchni nadźwiękawianej dotyczy obszaru, w którym należy uzyskać efekt leczniczy i określa ją terapeuta. Maksymalny obszar leczenia nie powinien przekraczać wielkości 75-100cm², w czasie nie dłuższym niż 15 minut. Przy głowicy o powierzchni 5cm² nadźwiękawianie 1cm² trwa około 1 minutę. Minimalny czas leczenia wynosi 1-2 minuty, maksymalny 10-15 minut, średni czas to 5 minut. Przy określaniu czasu zabiegu należy kierować następującymi zasadami:

Pierwsze leczenie powinno być krótsze niż kolejne zabiegi;

Czas trwania zabiegu w stanach ostrych powinien być krótszy niż w stanach chronicznych;

Małe powierzchnie wymagają krótszego czasu leczenia niż większe powierzchnie.

Większe powierzchnie nadźwiękawia się w sposób dynamiczny, a małe półstacjonarnie.

W celu określenia czasu trwania zabiegu w zależności od wielkości powierzchni leczonej można zastosować wzór określający standardy postępowania (stosowany w USA):

Dla stanów podostrych:

Powierzchnia leczona / 1.5 x ERA= czas zabiegu

Przykład: powierzchnia leczona 50cm², głowica lecznicza 10cm², czas zabiegu wynosi 3 minuty 20 sekund.

Dla stanów chronicznych:

Powierzchnia leczona / 1 x ERA = czas zabiegu

Przykład: powierzchnia leczona 50cm², głowica lecznicza 10cm², czas zabiegu wynosi 5 minut.

Maksymalny efekt termiczny

Powierzchnia leczona / 0.8 x ERA = czas zabiegu

Przykład: powierzchnia leczona 50cm², głowica lecznicza 10cm², czas zabiegu wynosi 6 minut 12 sekund..

Początek terapii, częstotliwość i ilość zabiegów

Zabiegi z zastosowaniem ultradźwięków w leczeniu ostrych urazów można rozpocząć po upływie 24-36 godzin od uszkodzenia tkanki. Lokalne zastosowanie może spowodować uszkodzenie naczyń krwionośnych, należy stosować w celu usprawnienia krążenia metodę segmentarną lub nadźwiękawianie obszaru wokół uszkodzenia. Stan pacjenta wpływa nie tylko na określenie natężenia ultradźwięków, ale również określa częstość ich wykonywania. W stanach ostrzejszych zabiegi należy wykonywać co najmniej raz dziennie, natomiast w stanach chronicznych dwa trzy razy w tygodniu. Ilość zabiegów zależy od tego, jak szybko uzyskiwane są cele terapii. W przypadku braku efektów leczniczych po 3-4 zabiegach, należy zmienić terapię i modyfikować ją w zależności od objawów. Jeżeli po 24 do 48 godzin po zabiegu następuje zwiększenie dolegliwości, należy po dokładnej ocenie objawów zmodyfikować parametry terapii. Najczęściej wykonuje się 12-15 zabiegów, ilość ta w większości przypadków jest wystarczająca do osiągnięcia zamierzonych efektów leczniczych. Należy obserwować pacjenta przez dwa tygodnie bez zabiegów nadźwiękawiania i jeżeli wystąpi regresja objawów należy rozpocząć następną serię leczenia. W specjalnych przypadkach np. przykurcz Dupuytrena leczenie można kontynuować przez wiele miesięcy wykonując 1-2 zabiegi w tygodniu. Kliniczne doświadczenia wskazują, iż wielu pacjentów kilka godzin po pierwszym lub drugim zabiegu zgłasza pogorszenie objawów. Dyskomfort ten trwa kilka godzin i powstaje w wyniku zwiększenia aktywności w tkance poddanej nadźwiękawianiu. Koniecznie należy o tym poinformować pacjentów, aby sytuacja ta nie wywoływała zaniepokojenia. Dolegliwości te można zmniejszyć za pomocą zimnych okładów. Jeżeli dolegliwości te utrzymują się przez 24-48 godzin po zabiegu, należy przerwać stosowanie ultradźwięków. Jeżeli powtórnie rozpoczyna się terapię, po ustąpieniu zaostrzeń objawów, należy stosować niższe natężenie. Przed przystąpieniem do terapii należy:

• przeprowadzić wywiad z pacjentem,

• z uwzględnieniem występowania względnych i bezwzględnych przeciwwskazań do stosowania terapii ultradźwiękowej,

• zlokalizować tkankę objętą chorobą, określić jej rodzaj, głębokość (do 6 cm częstotliwość 1 MHz, do 1 cm częstotliwość 3 MHz), tkanki otaczające,

• fazę naprawy tkanek (stany ostre- tylko działanie mechaniczne ultradźwięków, w stanach chronicznych głównie działanie termiczne),

• wybrać metodę aplikacji,

• ustalić prawidłową pozycję wyjściową: bez bólu, ułożenie relaksacyjne, tkanki leczone maksymalnie zbliżone do powierzchni skóry,

• wyjaśnić pacjentowi sposób leczenia i odczucia w czasie zabiegu (zawsze bezbolesne),

• oczyścić skórę (mydło lub alkohol 70%), jeżeli skóra jest bardzo owłosiona w miejscu zabiegi należy delikatnie ją ogolić, przykryć pozostałe części ciała w celu uniknięcia przechłodzenia,

• włączyć urządzenie, sprawdzić parametry dobrane do terapii, odtłuścić skórę, środek sprzęgający na głowicę, wykonywać ruchy ciągłe w formie nachodzących na siebie okręgów lub podłużne, nie wolno odrywać głowicy od skóry, w razie bólu lub parzenia należy terapię zatrzymać i zmienić parametry.

Efekt termiczny pożądany?

Duża głowica, technika półstacjonarna

Impuls ciągły, pacjent odczuwa ból

Krótkie wrażenie bólu? → czasowo wprowadzić współczynnik wypełnienia od 1:2 do 1:4 (25%), jeżeli odczucie bólu zniknie po ok.30 sek. znów wracamy do impulsu ciągłego.

W przypadku zwiększenia bólu (ból okostnowy) → zmniejszyć intensywność.

Niewskazane jest zbyt szybkie ślizganie głowicy po skórze, gdyż tempo ruchu musi być wystarczająco wolne, aby tkanki zdążyły się zdeformować i wystarczająco szybkie, aby zapobiec powstawaniu „gorących punktów”.

Efekt nietermiczny pożądany?

• Współczynnik wypełnienia 1:4

• Czas leczenia: leczona pow=ERA minimum 5 minut, leczona powierzchnia > ERA, każda pow= ERA minimum 5 minut.

Po terapii oczyścić skórę pacjenta i głowicę, ocenić efekty, zwrócić szczególną uwagę na skutki uboczne działania ultradźwięków, ustalić termin następnej wizyty.

Tab. 6. Przykładowe leczenie urazów ścięgien

Stadium schorzenia	Symptomy kliniczne	Podłoże patologiczne	Leczenie ultradźwiękami
1	ból po obciążeniu	mikrokrążenie ↓	Cel: zwiększenie krążenia krwi w ścięgnie, wysoka intensywność, relatywnie długi czas leczenia ± 10 minut.
2	ból na początku i na końcu obciążenia	mikrokrążenie ↓↓	Cel: zwiększenie krążenia krwi w ścięgnie, wysoka intensywność, czas około 5 minut.
3	ból na początku obciążenia i po upływie pewnego czasu od jego zakończenia	mikrokrążenie ↓↓↓ uszkodzenie tkanki ↑	Cel:zwiększenie metabolizmu tkanki i przyspieszenie naprawy, niska intensywność, czas 5 minut (na końcu odczuwalna stymulacja).
4	progreswywny ból w czasie obciążenia, przytwierdzenie ↓	mikrokrążenie ↓↓↓ uszkodzenie tkanki ↑↑	Cel: zwiększenie tempa procesu naprawy tkanek, niska intensywność, czas 5 minut (bez odczuwania).
5	silny ból, obciążenie niemożliwe	mikrokrążenie ↓↓↓ uszkodzenie tkanki ↑↑↑	Operacja

Kliniczne zastosowanie terapii ultradźwiękowej

Ultradźwięki ze względu działanie biologiczne w tkankach znajdują zastosowanie w leczeniu stanów zapalnych, zmniejszaniu bólu, obrzęku, zwiększenia rozciągliwości tkanki łącznej, w celu przyspieszenia zdrowienia tkanek oraz odbudowy i poprawy krążenia. W terapii, jeżeli jest to tylko możliwe, dąży się do odtworzenia funkcji tkanek, a nie tylko leczy objawy.

Zapalenie

Zapalenie powstaje w następstwie uszkodzenia tkanki. W fazie ostrej celem leczenia jest zwiększenie przepuszczalności błon komórkowych, aby nastąpiła reabsorpcja płynów śródmiąższowych w wyniku działania nietermicznego ultradźwięków. Ultradźwięki powodują uwalnianie histaminy i prawdopodobnie innych czynników wzrostu z komórek tucznych. Pozwala to na zwiększenie dyfuzji jonów wapnia przez błonę komórkową. W ten sposób ultradźwięki przyspieszają normalny rozkład zapalenia i zabezpieczają usunięcie czynnika zapalnego. Przyspieszenie to może być również wynikiem delikatnego pobudzenia płynów tkankowych, co zwiększa ruch cząsteczek, komórek oraz tempo fagocytozy. Ultradźwięki przyspieszają więc rozpoczęcie fazy naprawczej zapalenia. W tej fazie stosuje się niską dawkę oraz emisję impulsową (niski współczynnik wypełnienia 20%).

W fazie granulacji, rozpoczynającej się około 3 dni po uszkodzeniu tkanki, następuje zwiększenie aktywności fibroblastów i formowanie się ziarniny. W związku z brakiem naprężenia tkanki kolagenowej występuje jej nieregularne układanie. Po 4 dniach rozpoczyna się tworzenie naczyń krwionośnych. Następnie fibroblasty rozpoczynają tworzenie substancji międzykomórkowej i kolagenu. Powstają pasma poprzeczne w formie słabych połączeń elektrostatycznych. Kolagen jest mechanicznie słaby, a połączenia łatwe do przerwania. W tym samym czasie pojawia się aktywność miofibroblastów, co powoduje skurcze wokół uszkodzenia i formowanie się tkanki kolagenowej. Miofibroblasty zabezpieczają połączenia między komórkami. W tym czasie fibroblasty mogą być stymulowane poprzez zastosowanie ultradźwięków do produkcji większej ilości kolagenu oraz zwiększenia jego siły wytrzymałości na rozciąganie.

W fazie remodelowania, trwającej od 3 tygodni do 3 miesięcy, tkanka przekształca się w mocną i trwałą strukturę. Włókna powstałe w fazie proliferacji nie są ułożone w kierunku funkcjonalnego obciążania. Włókna są dalej mechanicznie słabe, a połączenia łatwo przerwać. Poprzez obrót metaboliczny (rozkład i synteza) orientacja włókien przystosowuje się do funkcji, a połączenia stają się mocniejsze (dojrzewanie). Zwiększanie mechanicznej odporności zachodzi aż do ułożenia włókien w kierunku działania. Bardzo ważne jest regularne napinanie zajętych tkanek w celu zwiększenia wytrzymałości. Jest to niezbędny warunek do formowania się optymalnej struktury tkanki łącznej. Włókna kolagenowe nie powinny być obciążane zbyt mocno, aby nie spowodować ich przerwania, co spowoduje kolejne zapalenie. Przeciążenie może wpływać na zbyt duże wytwarzanie kolagenu, co może doprowadzić do formowania się keloidów. Czas trwania tej fazy zależy od odżywiania dostarczonego sprawnymi naczyniami krwionośnymi, substancji odżywczych, obciążeń i zastosowanych leków. W tej fazie ultradźwięki wpływają na zwiększenie rozciągliwości dojrzałego kolagenu oraz popierają reorientację włókien, dzięki czemu są bardziej elastyczne, bez utraty siły. Najczęściej stosuje się wysoką dawkę w emisji ciągłej. W stanie chronicznym wykorzystuje się termiczne i mechaniczne działanie na tkanki w celu ograniczenia stanu chronicznego.

Ból i szybkość przewodzenia

W wyniku działania ultradźwięków w tkance występuje wzrost temperatury, co w konsekwencji powoduje zmniejszenie odczuć bólowych. Oprócz bezpośredniego działania na tkanki ultradźwięki mają wpływ na szybkość przewodnictwa w nerwach obwodowych. Szybkość przewodzenia nerwów ruchowych zmniejsza się przy zastosowaniu dawki 1-2 W/cm², a przy dawce 3 W/cm² następuje wzrost przewodnictwa. Szybkość przewodzenia nerwów czuciowych wzrasta przy podwyższeniu temperatury. Nadźwiękawianie nerwów obwodowych powoduje selektywny wzrost temperatury w tych nerwach, zmianę lub blok przewodzenia (wł. C są bardziej wrażliwe na działanie ultradźwięków niż wł. A), wzrost przepuszczalności błony komórkowej, wzrost tempa metabolizmu. Istnieje hipoteza, iż selektywna absorpcja ultradźwięków przez włókna przewodzące ból wpływa na zmniejszenie szybkości przewodzenia informacji bólowej przez te włókna.

Obrzęk

Obrzęk występujący w podostrej fazie zapalnej można zmniejszać poprzez oddziaływanie różnymi czynnikami fizykalnymi. Należą do nich kompresja, zimno (okłady z pokruszonego lodu), elewacja, elektrostymulacja oraz ultradźwięki w formie impulsowej. Terapia ultradźwiękowa ze względu na efekty fizjologiczne i dużą selektywność ma lepsze działanie niż terapia za pomocą diatermii krótkofalowej, promieniowania podczerwonego czy okładów parafinowych. W leczeniu obrzęku w późniejszej fazie zapalnej lub obrzęku o charakterze chronicznym stosuje się ultradźwięki w dawce termicznej..

Zdrowienie tkanek

Ultradźwięki maja wpływ na przyspieszenie zdrowienia tkanek, zarówno położonych podskórnie, jak i otwartych ran. Pod wpływem ultradźwięków następuje wzrost syntezy protein, wzrost ilości makrofagów, limfocytów, fibroblastów, komórek śródbłonka oraz mioblastów. Działanie mechaniczne mikromasażu zmniejsza obrzęk, co pobudza proces naprawy.

Krążenie

Pod wpływem działania bezpośredniego w nadźwiękawianych tkankach uzyskuje się wzrost temperatury, co w konsekwencji powoduje wzrost krążenia krwi w tym obszarze. Wzrost temperatury zależy od intensywności ultradźwięków. Nadźwiękawianie zwojów sympatycznych w odcinku lędźwiowym kręgosłupa na drodze zmian odruchowych powoduje zwiększenie krążenia powierzchownego w strefach odległych np. w paluchu stopy.

Rozciągliwość tkanki łącznej

Więzadła, torebki stawowe, ścięgna zbudowane z tkanki kolagenowej skutecznie absorbują ultradźwięki. Dlatego też stosując dawkę termiczną działamy głównie na te struktury, powodując zwiększenie rozciągliwości i relaksację poprzez rozluźnienie wiązań kolagenowych.

Wskazania

Wskazania do stosowania ultradźwięków obejmują stosunkowo dużą grupę schorzeń. Należą do nich:

• Choroby narządu ruchu: objawowe zmiany zwyrodnieniowo-zniekształcające kręgosłupa i stawów obwodowych; stany pourazowe (skręcenia, naciągnięcia, stłuczenia, krwiaki) i ich powikłania, złamania (świeże, opóźniony zrost kostny, stawy rzekome); zespół Sudecka, choroby scięgien, pochewek ścięgnistych, powięzi (najczęściej zapalenie ścięgna Achillesa, rozcięgna podeszwowego, bliznowacenie rozcięgna dłoniowego - choroba Dupuytrena), zespoły przeciążeniowe nadkłycia bocznego i przyśrodkowego kości ramieniowej;

• Choroby układu nerwowego: zespoły korzeniowe, neuralgie, kauzalgie, dystrofia mięśniowa postępująca, piramidowe i pozapiramidowe zespoły hipertoniczne i spastyczne (miejscowo);

• Choroby skóry i tkanki podskórnej -blizny i bliznowce, trudno gojące się rany, owrzodzenia goleni;

• Układowe choroby tkanki łącznej - reumatoidalne zapalenie stawów
  i zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa (poza okresami zaostrzeń), sklerodermia.

Przeciwwskazania

Przeciwwskazania dotyczą zarówno grupy przeciwwskazań do leczenia bodźcowego ogólnie (nowotwory i stany po ich operacyjnym usunięciu, ostre procesy zapalne i stany gorączkowe, skazy krwotocze, czynna gruźlica, ostra niewydolność krążenia, niestabilna postać choroby niedokrwiennej serca, zaburzenia rytmu serca, zaawansowana miażdżyca, tereotoksykoza, ciężki stan ogólny, wyniszczenie) jak również szczególnie do terapii ultradźwiękami.
Nie nadźwiękawia się okolic serca i segmentu sercowego, płuc, narządów miąższowych jamy brzusznej, mózgu, oczu, gonad, odcinka szyjnego kręgosłupa powyżej trzeciego kręgu szyjnego (ochrona rdzenia przedłużonego), okolic przyległych do obszaru, w którym wykonano laminektomię. Przeciwwskazaniem są także wszystkie stany, w których wzrost temperatury nie jest korzystny (krwawienie, zakrzepica, zaburzenia krążenia, wylew, zaburzenia czucia, wiek), obszary w pobliżu wszczepionego rozrusznika serca (jest możliwe w dystalnych częściach ciała), ciąża (w obszarze brzucha, miednicy, dolnego odcinka kręgosłupa), stan po terapii promieniami X i radioaktywnymi izotopami (po 6 msc), cukrzyca, zapalenia septyczne, zakrzepowe zapalenie żył, III i IV okres zaburzeń obwodowego krążenia tętniczego, zaburzenia czucia.

Szczególne środki ostrożności należy zachować u dzieci i młodzieży ze względu na niezakończony wzrost kostny (istnieje możliwość uszkodzenia chrząstek nasadowych, w razie konieczności należy stosować wyłącznie dawki minimalne), w stanach częściowego naderwania więzadeł lub ścięgien, w osteoporozie (szkodliwy skutek działania na kości, w których występuje demineralizacja), metalowe i niemetalowe implanty (należy stosować technikę dynamiczną, w przypadku gwoździ stabilizujących kości - małą dawkę).

Ultradźwięki stosowane terapeutyczne mogą również wywoływać negatywne efekty w postaci uszkodzenia tkanki poprzez zbyt wysoką dawkę. Przedawkowanie powoduje również zmniejszenie poziomu cukru we krwi, wywołuje uczucia zmęczenia, nerwowości i nadmiernej wrażliwości, powoduje zmienny apetytu i skłonność do przeziębień. W celu zabezpieczenia przed powstaniem zastoju komórek krwi, koniecznie należy wykonywać ruchy głowicą ultradźwiękową.

APLIKACJE SPECJALNE

Fonoforeza (sonoforeza)

Swoiste działanie terapeutyczne ultradźwięków wykorzystano w zabiegu fonoforezy, nieinwazyjnym zabiegu wspomagającym wprowadzenie do ustroju wybranych związków chemicznych, w zależności od wskazań. Terapeutyczne zastosowanie leków działających przezskórnie zależy od stopnia i głębokości ich penetracji przez skórę, która stanowi dla nich barierę. Skóra posiada selektywną przepuszczalność, która uwarunkowana jest jej cechami fizykochemicznymi np. grubością, strukturą lipidową, układem włókien kolagenowych, rozmieszczeniem przydatków skórnych. W zabiegu fonoforezy dyfuzja leku przez skórę wymuszona jest powstawaniem dipoli relaksacyjnych w polu drgań mechanicznych o wysokiej częstotliwości oraz poszerzeniem kanałów gruczołowych i porów skórnych. Na podawanie przezskórne leków wpływa również stan sieci naczyń kapilarnych. Rozgrzanie skóry przed zewnętrznym zastosowaniem leku rozszerza mieszki włosowe, zwiększa energię kinetyczną cząsteczek w miejscu leczonym i ułatwia wchłanianie leku. Ogrzanie skóry po zewnętrznym zastosowaniu leku zwiększa jego absorpcję do krwioobiegu ułatwiając działanie ogólne, ograniczając działanie miejscowe, gdyż cząsteczki leku są odprowadzane z krwiobiegiem od miejsca podania. Maksymalny czas do oceny skutków miejscowych wynosi 2 godziny, a dla skutków ogólnych 12-24 godziny. W zabiegu fonoforezy najczęściej stosuje się leki o działaniu przeciwzapalnym i przeciwbólowym (np. niesterydowe leki przeciwzapalne typu: Voltaren Emulgel 1%, Feloran żel 1%, Naproxen żel, Profenid żel), metabolicznym (Solcoseryl żel), przeciwhistaminowym (Fenistil żel), znieczulającym (Lignocainum hydrochloricum żel), wazoprotekcyjnym (Venoruton żel 2%, Troxevasin żel 2%, Rutinoven żel 2%, Rutoven żel 2%), wenoprotekcyjnym (Hematoven żel, Aescin żel, Escevan żel,Reparil N żel, Hirudoid żel). Wszystkie leki powinny mieć postać żelu, czyli zawierać jednocześnie substancję czynną i prawidłowe podłoże sprzęgające. W celu osiągnięcia maksymalnej skuteczności fonoforezy należy uważnie ocenić uwodnienie skóry, przygotować ją przez ogrzanie (ciepła woda, ciepły okład, promieniowanie podczerwone) ułożyć pacjenta w pozycji sprzyjającej optymalne krążenie w miejscu leczonym. Stosuje się natężenia w zakresie uzyskania skutków termicznych (emisja ciągła, 1W/cm²). Jeżeli istnieją przeciwwskazania do wzrostu temperatury w tkance (uraz, otwarta rana) proponuje się stosowanie emisji pulsacyjnej (0.5 -1W/cm²). Po zabiegu należy zostawić lek na powierzchni skóry pod opatrunkiem. Fonoforeza powinna być stosowana na małe powierzchnie skóry |
o wielkości głowicy ultradźwiękowej. W wyniku stosowania fonoforezy jest możliwe doprowadzenie leku do tkanek o słabym stopniu ukrwienia, omija się pierwsze przejście wątrobowe, a podawanie leku jest bezbolesne i nietraumatyczne. Istnieją jednak pewne ograniczenia związane głównie z głębokością penetracji leku (głębokość penetracji zależy od częstotliwości ultradźwięków 1MHz do 8 cm w tkance o dużym współczynniku absorpcji), faktyczną dawką leku dostarczonego do tkanki, niepewności związanej z wielkością efektu miejscowego i ogólnego oraz brakiem standaryzacji techniki wykonywania zabiegów. Skuteczność fonoforezy zależy od masy cząsteczkowej leku, stężenia leku w stosowanym preparacie, podłoża leku (musi przewodzić falę ultradźwiękową), zwiększania przepuszczalności naskórka i skóry uzyskanego pod wpływem działania ultradźwięków oraz ich działania termicznego na skórę i cząstki leku, doboru mocy i częstotliwości ultradźwięków, sposobu i czasu ekspozycji fali.

Terapia skojarzona

Metoda ta polega na równoczesnym działaniu na tkanki ultradźwięków i prądu impulsowego małej lub średniej częstotliwości, przy zastosowaniu specjalnych urządzeń wytwarzających ultradźwięki i prądy, bądź też połączeniu za pomocą kabla łączącego urządzenia generującego ultradźwięki z elektrostymulatorem. W terapii skojarzonej głowica ultradźwiękowa jest elektrodą czynną połączoną z biegunem ujemnym, jeżeli stosuje się prądy jednokierunkowe (diadynamiczne, Traberta, wysokonapięciowy). Jednakże istnieje niebezpieczeństwo uszkodzenia głowicy ultradźwiękowej przez te prądy. Przy prądach dwukierunkowych (TENS, średniej częstotliwości) nie występuje polaryzacja i w związku z tym ograniczone są reakcje elektrochemiczne. Działanie ultradźwięków zwiększa przepuszczalność skóry dla prądu dzięki czemu można stosować niższe dawki natężenia prądu. Połączenie działania ultradźwięków i prądów powoduje większe skutki terapeutyczne niż w wypadku oddzielnego ich stosowania. W terapii skojarzonej możliwa jest dokładna lokalizacja miejsc aplikacji z bardzo małą dawką prądu, gdyż ultradźwięki zwiększają wrażliwość włókien nerwowych. Ultradźwięki zapobiegają lub wyraźnie zmniejszają efekt przyzwyczajenia, niekorzystny z terapeutycznego punktu widzenia, dlatego bodziec elektryczny jest bardziej skuteczny i może być stosowany w dłuższym czasie bez skutków ubocznych. Istnieją jednak pewne niedogodności szczególnie przy zastosowaniu prądów jednokierunkowych. Metoda terapii skojarzonej jest bardzo agresywna w połączeniu z prądami jednokierunkowymi ze względu na występowanie reakcji elektrochemicznych pod wpływem działania prądu o jednym kierunku przepływu. Dlatego też nie powinna być stosowana w stanach ostrych. Ze względu na cienką warstwę żelu, jako substancji sprzęgającej, może również pojawić się pieczenie. Głębokość penetracji jest ograniczona, gdyż prądy jednokierunkowe niskiej częstotliwości działają głównie w skórze i tkankach powierzchownych.

Zmniejszenie w/w niedogodności uzyskuje się poprzez zastosowanie w terapii skojarzonej prądów dwukierunkowych typu TENS i prądów średniej częstotliwości. Bardzo dobre skutki terapeutyczne daje łączenie ultradźwięków ze stymulacją wysokonapięciową. Stymulacja wysokonapięciowa dzięki swojej specyficznej charakterystyce umożliwia głęboką penetrację do tkanek. Terapia skojarzona ma duże znaczenie zarówno w diagnostyce (wyszukiwanie punktów spustowych, stref przeczulicy i stref Heada), jak i w leczeniu.

Punkt spustowy (trigger point) jest to miejsce o średnicy około 1 mm szczególnie wrażliwe na ból występujące w obrębie zmian odruchowych. Zmiany odruchowe występują najczęściej w mięśniach, skórze, tkance podskórnej, okostnej. W skórze zmiany odruchowe występują pod postacią przeczulicy bólowej, zmian oporności elektrycznej i ukrwienia.
W tkance łącznej objawiają się przeczulicą bólową, obrzmieniem, zmianami oporu elektrycznego oraz pasmowymi wciągnięciami lub płaskimi wgłębieniami. W mięśniach zmiany odruchowe objawiają się przeczulica bólową, zmianami ukrwienia, spazmami lub obniżeniem napięcia mięśniowego.

Pobudzenie punktu spustowego powoduje ból w strefie odniesionej, zlokalizowanej w pewnej odległości od punktu spustowego. W strefie tej występują również inne objawy, do których należą: nadwrażliwość na ucisk, zwiększenie aktywności mięśni, parastezje, drętwienia, zmiany naczynioruchowe.

Mięśniowo-powięziowe punkty spustowe występują najczęściej w następujących mięśniach: dźwigacz łopatki, górna część m. Czworobocznego, nadgrzebieniowy, pochyłe, mostkowo-obojczykowo-sutkowy, czworoboczny lędźwi.

Celem terapii punktów spustowych jest działanie przeciwbólowe, rozluźnienie i poprawa ukrwienia. W leczeniu punktów spustowych z wykorzystaniem terapii skojarzonej bardzo ważnymi czynnikami są głębokość penetracji prądu i ultradźwięków oraz możliwość selektywnego pobudzania włókien nerwowych. W terapii skojarzonej najczęściej stosuje się stymulację wysokonapięciową, prądy TENS oraz średniej częstotliwości premodulowane.

Dobór częstotliwości ultradźwięków zależy od lokalizacji punktu spustowego. Częstotliwość 0.8 - 1MH ma zastosowanie w leczeniu punktów spustowych mięśniowo-powięziowych oraz zlokalizowanych w tkance łącznej. Natomiast częstotliwość 3MHz w leczeniu punktów powierzchownych w skórze.

Natężenie ultradźwięków stosowanych w terapii skojarzonej wynosi od 0,5 do
1,5 W/cm2 . Natężenie 0,5W/cm2 stosuje się w okolicy twarzy i szyi, zalecane jest w przypadku aktywnych punktów spustowych i dużych dolegliwości bólowych. Natężenie od 0,5 do 1,0 W/cm2 stosowane jest w okolicy przykręgosłupowej, zalecane jest w przypadku aktywnych punktów spustowych i dolegliwościach bólowych o średnim natężeniu oraz u osób szczupłych. Natężenie od 1.0 do 1,5 W/cm2 zalecane jest w dolegliwościach bólowych o małym nasileniu, na kończynach, w okolicy biodra i pośladka oraz u osób tęgich. Najczęściej stosuje się emisję impulsową ultradźwięków o współczynniku wypełnienia 20-75%.

POLE ELEKTROMAGNETYCZNE WIELKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Istota działania terapeutycznego - wytwarzanie w tkankach ciepła - diatermia, czyli głębokie przegrzanie.

Zastosowanie do celów medycznych od 1892 roku - d'Arsonval, drgania elektromagnetyczne o częstotliwości 200-500 kHz.

1907 rok - Zeynek wprowadza do leczenia zabiegi diatermią długofalową 1-5 MHz.

Prace Schereszewskiego w USA oraz Schliephake w Jenie rozpoczęte w 1912 roku doprowadziły do zastosowania w 1926 roku diatermii krótkofalowej (13.56 MHz, 27.12 MHz, 40 MHz). W/w stosowali głównie metodę kondensatorową.

Metoda indukcyjna zostaje rozwinięta w USA w 1934 roku.

Częstotliwość 27.12 MHz w 1947 roku zostaje zatwierdzona w USA na konferencji w Atlantic City.

Stosowanie energii krótkofalowej w emisji impulsowej datuje się od 1940 roku i zostało rozwinięte przez Ginsburga.

W ostatnich latach zauważono wyraźny spadek zainteresowania tą formą terapii, chociaż najnowsze badania rozbudzają zainteresowanie prądami wielkiej częstotliwości. Z badań tych wynika, iż prąd wielkiej częstotliwości (27.12 MHz) powoduje specyficzne efekty przyspieszające leczenie, począwszy od krwiaków aż do złamań.

Podstawowe pojęcia fizyczne

λ = c/f

λ - długość fali elektromagnetycznej

c - prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej

f - częstotliwość drgań elektromagnetycznych

Długość fali zależy zależy głównie od częstotliwości, gdyż prędkość rozchodzenia się fali zależy od właściwości środowiska i jest dla niego stała. Stąd też prądy wielkiej częstotliwości charakteryzuje się podając długość fali.

Systematyka prądów wielkiej częstotliwości

Prądy d'arsnovala

Częstotliwość Długość fali

300-500 kHz 1000 - 600 m

Diatermia krótkofalowa

13.56 MHz 22.12 m

27.12 MHz 11.05 m

Diatermia mikrofalowa

433.92 MHz 69.00 cm

915.00 MHz 32.80 cm

2375.00 MHz 12.62 cm

2425.00 MHz 12.40 cm

W/w prądy wielkiej częstotliwości wykorzystuje się w lecznictwie działając na pacjenta:

• Prądem wielkiej częstotliwości; zastosowanie głównie w chirurgii, przepływ prądu następuje między dwoma elektrodami umieszczonymi bezpośrednio na skórze pacjenta,

• Polem elektrycznym wielkiej częstotliwości; pacjent umieszczony jest w polu elektrycznym powstającym między okładkami kondensatora,

• Polem magnetycznym wielkiej częstotliwości; powstającym w wyniku przepływu prądu elektrycznego przez cewką (zwój, solenoid),

• Polem elektromagnetycznym, którego źródłem jest układ wytwarzający drgania wielkiej częstotliwości.

Wytwarzanie drgań elektromagnetycznych

Drgania elektromagnetyczne wielkiej częstotliwości uzyskuje się dzięki zastosowaniu specjalnych układów elektronicznych, których działanie można prześledzić na przykładzie oscylatora.

CHARAKTERYSTYKA POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO

Z punktu widzenia fizyki pole elektromagnetyczne określamy jako działanie siły na pewną odległość bez bezpośredniego kontaktu ze źródłem siły. Pojęcie pola związane jest zawsze z obszarem w obrębie którego siła związana z tym polem oddziałuje.

Pole elektryczne - siła elektryczna

Pole magnetyczne - siła magnetyczna

Im bliżej źródła energii tym większa jest siła działająca w polu. Pole elektryczne i magnetyczne są współzależne, wzrost siły jednego pola powoduje wzrost drugiego i odwrotnie. Związek ten silniejszy wraz ze zwiększeniem częstotliwości. Pole elektryczne wytwarza pole magnetyczne i odwrotnie, dlatego też uogólniając mówimy o polu elektromagnetycznym.

Pole elektromagnetyczne = siła na dystans

↓

pole elektryczne i magnetyczne

↓

pole elektryczne jest 10 milionów silniejsze niż pole magnetyczne

↓

pole magnetyczne nie jest ważne dla efektów terapeutycznych, pełni funkcje tworzenia pola elektrycznego

Energia pola elektromagnetycznego działa na cząsteczki i jony tkankowe, nie powoduje depolaryzacji tkanek pobudliwych, jest czynnikiem odpowiadającym za wzrost temperatury w tkankach.

Terapia falami krótkimi - leczenie pacjenta za pośrednictwem pola elektromagnetycznego o częstotliwości 27.12 MHz.

Częstotliwości stosowane w fizykoterapii

Częstotliwość	Nazwa klasyczna	Nazwa nowoczesna
27.12 MHz	Terapia falą 11 metrową, terapia krótkofalowa	Terapia 27. 12 MHz, terapia krótkofalowa
433.92 MHz	Terapia falą 69 cm, terapia falą decymetrową	434 MHz
2450 MHz	Terapia falą 12 cm, terapia mikrofalowa	2450 MHz

W/w częstotliwości dają podobne efekty, posiadają podobne wskazania i przeciwwskazania. Występujące różnice dotyczą głębokości penetracji w tkance ogrzewanej oraz różną dystrybucją energii w organizmie.

Źródło	Typ:	Elektryczne	Magnetyczne
	Zasada:	Końcówki kabli przewodzących	Kabel przewodzący
		Forma:	Metalowa płytka	Zwój
		Nazwa:	Elektroda	Magnetoda
		Skutek działania:	Wytwarzanie ładunków elektrycznych	Strumień ładunków elektrycznych
Pole	Elektromagnetyczne	Pole elektryczne wytwarza pole magnetyczne	Pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne

Wzajemne oddziaływanie biofizyczne

Energia elektromagnetyczna pola penetrującego tkanki jest zamieniona w ciepło. Ciepło jest wytwarzane w tkankach poprzez:

1. Ruch jonów,

2. Rotacje dipolową,

3. Ruch elektronów.

Ciepło to energia. Ilość ciepła zależy od przypadkowych ruchów atomów, jonów i molekuł. Kiedy tkanki składające się z dużej ilości jonów znajdą się w pole elektrycznym o częstotliwości 27 MHz , ich ruch jest przyspieszany w różnych kierunkach. W wyniku zwiększenia się ruchu jonów zderzają się one z molekułami, przez co zwiększa się ich ruch oraz ilość wewnętrznej energii kinetycznej i powstaje ciepło w tkance. Wiele tkanek, jak mięśnie i krew są głównie złożone z wody. Molekuły wody są elektrycznie neutralne, ale posiadają polaryzację, jeden koniec molekuły jest naładowany dodatnio, a drugi ujemnie (dipol). W polu elektrycznym o wysokiej częstotliwości następuje rotacja dipoli wody. Dzięki zwiększonej ruchomości powstaje ciepło. Pod wpływem pola elektrycznej wielkiej częstotliwości w atomach i molekułach nie posiadających ładunku elektrycznego może nastąpić przesunięcie powłoki elektronowej w stosunku do jądra atomu lub przesunięcie powłoki elektronowej cząsteczki symetrycznym rozkładzie ładunków w stosunku źródła symetrii ładunków dodatnich. Ruch jonów jest najbardziej skutecznym mechanizmem powodującym przemianę na ciepło wpływu prądu wielkiej częstotliwości. Ciepło, czyli wzrost prędkości ruchu cząsteczek, może prowadzić do:

• mierzalnego wzrostu temperatury w tkankach

• występowania reakcji na poziomie komórkowym ( wzrost temperatury nie jest mierzalny).

UWAGA!!! Tylko wzrost temperatury w skórze jest odczuwalny przez człowieka. Wzrost temperatury zależy od:

• dawki

• przewodnictwa tkanek

P = 0.5 σ E² (W/cm³)

P - wartość rozproszonej energii

σ - przewodnictwo elektryczne tkanek (powstawanie ciepła bazuje na procesach elektrycznych)

E - amplituda siły pola elektrycznego

Miejsce rozpraszania energii zależy od częstotliwości i metody aplikacji.

Przewodnictwo tkanki mięśniowej i tłuszczowej przy różnych częstotliwościach

Częstotliwość MHz	Przewodnictwo Tkanka mięśniowa	Przewodnictwo tkanka tłuszczowa
7	0.6	0.04
100	0.9	0.08
433	1.4	0.12
915	1.6	0.15
2450	2.2	0.21

Przewodnictwo tkanek wzrasta wraz z częstotliwością. Przewodnictwo tkanki mięśniowej jest ok. 10 razy wyższe niż tkanki tłuszczowej. Energia rozproszona jest wyrażana w W/kg w celu standaryzacji stosując specyficzną gęstość masy p. Daje to nam tzw. specyficzny współczynnik absorpcji (SAR), ciepło wytwarzane w czasie sekundy na jednostkę objętości.

SAR = 0.5 σ E² /p (W/kg)

Dla mięśni p= 1070 kg/ cm³, dla tkanki tłuszczowej p = 940 kg/ cm³

Wartość współczynnika absorpcji decyduje o głębokości penetracji, która jest definiowana jako głębokość, na której siła pola działającego na tkanki zmniejsza się o 37%.

Długość fali a głębokość penetracji

Częstotliwość MHz	Długość fali (m)			Głębokość penetracji (m)
		Mięśnie	Tłuszcz	Powietrze	Mięśnie	Tłuszcz
27	0.68	2.41	11.11	0.14	1.59
100	0.27	1.06	3.0	0.067	0.60
433	0.088	0.29	0.69	0.036	0.26
915	0.045	0.14	0.33	0.030	0.18
2450	0.018	0.052	0.12	0.017	0.097

Z dotychczasowych rozważań wynika iż na tkanki działa głównie pole elektryczne. Może ono powstawać przy użyciu metod:

1. kondensatorowej;

Rodzaje aplikacji:

• Poprzeczna: pole prostopadłe do warstw tkanek, słabo penetruje, skóra i podskórna tkanka tłuszczowa stanowią pewien rodzaj ekranu (bariery) z naładowanych cząstek w przestrzeni granicznej tych warstw; ciepło powstaje tylko w powierzchownych warstwach ciała. Przy 27 MHz SAR w podskórnej tkance tłuszczowej jest 10 razy większy niż w leżącej pod nią warstwie mięśni.

• Podłużna: pole elektryczne jest równoległe do tkanek, penetracja jest lepsza, gdyż efekt ochronny jest mniejszy. Przy 27 MHz SAR w tkance mięśniowej jest 20 do 30 razy większy niż w tkance tłuszczowej.

2. Indukcyjnej: pole magnetyczne wytworzone przez magnetodę (circuploda) powoduje powstawanie w tkankach pole elektrycznego.

WNIOSKI

Metoda kondensatorowa → ułożenie poprzeczne

• Powierzchowne ciepło ( IR, okłady lignoparafinowe)

• Skóra ok. 10x mocniej przegrzana niż mięśnie.

Metoda kondensatorowa → ułożenie podłużne (Rysunek)

• Większa penetracja

• Po przejściu skóra / podskórna tkanka tłuszczowa 20-30 x więcej ciepła w mięśniach niż w skórze.

Metoda indukcyjna

• Pole elektryczne zamknięte w zwoju jest stosunkowo silne

• Pole elektryczne w osi zwoju jest minimalne

• Pole elektryczne jest równoległe do tkanek.

Metody wytwarzania:

• Emisja ciągła; pole elektromagnetyczne działa w sposób ciągły, wywołuje głównie efekt termiczny, zmniejszenie natężenia pola powoduje obniżenie głębokości penetracji i brak efektów w tkankach głębiej położonych;

• Emisja impulsowa; energia emitowana jest w postaci impulsów, których czas trwania i częstotliwość może być dobierana w szerokim zakresie w zależności od aparatury.

WNIOSKI

• Siła pola elektrycznego jest największa w tkankach dobrze przewodzących,

• Pole efektywne jest okrągłego kształtu, wywołuje powstawanie w tkankach tzw. prądów „Eddy'go” (wirowe)

• Oś magnetody musi być ułożona obok chorej powierzchni.

EFEKTY APLIKACJI CZĘSTOTLIWOŚCIĄ 27 MHz

1. Efekty biologiczne, nietermiczne są efekty terapeutyczne występujące jako wynik wpływu na lokalne procesy metaboliczne bez udziału CUN czy podwzgórza.

• Podwyższenie poziomu Ca

• Normalizacja Ph

• Zmiany w błonie komórkowej i potencjale błonowym, powodujące zwiększenie wrażliwości na bodziec

• Obniżenie poziomu glikogenu

• Wzrost liczby leukocytów i limfocytów.

2. Efekty termiczne. Wzrost temperatury krwi, stymulacja termoreceptorów w skórze powoduje pobudzenie układu nerwowego.

1 i 2 bazuje na powstawaniu ciepła, w 1 nieodczuwalne, w 2 odczuwalne.

FIZJOLOGICZNE I PATOFIZJOLOGICZNE REAKCJE NA CIEPŁO

Reakcje lokalne:

• Wzrost metabolizmu

• Wzrost przewodnictwa błony komórkowej

• Zmiany pO₂ , pCO₂ , ph

• Zmiany w przekroju naczyń: skurcz - rozluźnienie zwieraczy przedwłośniczkowych i naczyń między włośniczką a tętnicą

• Wzrost perfuzji w tkance.

W/w zamiany można osiągnąć stosując niską moc przeciętną. Wysoka moc przeciętna powoduje powstawanie reakcji termicznych.

REAKCJE NA CIEPŁO

Podwzgórze reaguje na każdą zmianę w temperaturze ciała informowane przez temperaturę krwi. W stanie spoczynku: Temp. głęboka ciała = 36 - 37.5 °C

Temp. mięśni = 36 - 37.5 °C

Temp. wewnątrz stawu = 31- 32 °C

Uszkodzenie tkanek przez ciepło powstaje gdy:

T > 42°C krótko lokalnie, zagrożenie uszkodzenia, < 16 minut.

T > 45°C krótko, lokalnie → uszkodzenie tkanki

T > 42°C ogólnie → uszkodzenie tkanki

W czasie reakcji miejscowej → odruch aksonalny (potrójna reakcja Lewisa: zaczerwienienie, rumień, obrzęk). Jeżeli uszkodzenie jest bardziej rozległe → zapalenie neurogenne.

Dodatkowe efekty działania ciepła w różnych tkankach:

Tkanka łączna

↑ sprężystość

↓ lepkość

Tkanka mięśniowa

Tkanka łączna jak wyżej, ↓ wzmożonego napięcia (bazując na aktywności receptorów)

Torebka stawowa

↑ sprężystość tkanki kolagenowej

↓ lepkości

Tkanka nerwowa

Tkanka łączna w nerwie jak wyżej, ↑ wrażliwość, ↑ prędkości przewodzenia.

FAZA KRWAWIENIA

ciepło jest przeciwwskazane, gdyż może prowadzić do niepożądanego rozkurczu naczyń.

Pole impulsowe? Niewskazane → ↑ metabolizmu może spowodować rozkurcz naczyń.

UWAGA!!! Uszkodzone naczynia krwionośne są w stanie skurczu!!!!

FAZA ZAPALNA

Miejscowa stymulacja metabolizmu przez ciepło → aplikacja nietermiczna (poparcie, przyspieszenie, rozpoczęcie procesów fizjologicznych)

Mocna reakcja zapalna? → pewne ograniczenia

Energia pulsująca → ciepło bez wzrostu temperatury

↓ efekty na poziomie komórkowym

krótki czas impulsu, wysoka moc szczytowa

↓ krótko trwające ciepło w komórce →reakcja

Najlepsza metoda: circuploda, nie ma aktywacji receptorów termicznych w skórze

↓ w dużym stopniu ograniczenie procesów miejscowych

FAZA ROZROSTU

↑ termicznej tolerancji w tkance (przywrócenie perfuzji)

↓ stymulacja reperfuzji

↓ stymulacja fibroblastów

Dawka: na początku poszukiwanie poziomu odczucia lekkiego ciepła, później zmniejszenie dawki, bez odczuć ciepła.

FAZA PRODUKCJI

↑ stopniowy obciążenia termicznego → łagodne odczucie ciepła

FAZA REMODELOWANIA

Wzrost temperatury wpływa korzystnie na substancje międzykomórkową włókien kolagenowych, zwiększenie sprężystości i poprawę funkcji (w czasie ćwiczeń należy regulować obciążenie).

Dawka: normalne odczucie ciepła nigdy gorąca!!!

OPÓŹNIONE GOJENIE

Badanie kliniczne:

• Ocena fazy gojenia

• Ustalenie parametrów leczenia

Uszkodzenie:

• tkanki mięśniowej: względnie dobre ukrwienie,

• ścięgna: preferowane UD

• powierzchownie zlokalizowane stawy

• kości: czas impulsu 325 μsec, częstotliwość 70-75 Hz.

WNIOSKI

• ocena fazy gojenia się rany: patologia, badanie fizykalne, stan fizjologiczny czy opóźnienie?

• Hipotezy robocze: Jakie chcemy osiągnąć wyniki

Czy obniżyła się temperatura?

Opuchlizna?

Wzrost sprężystości? (zakres ruchu)

Dodatkowe efekty działania falami krótkimi zaczerpnięte z literatury:

Ogólne:

• Zmęczenie

• Wzrost potrzeby snu

We krwi:

• Bezpośrednio po aplikacji zmniejszenie liczby krwinek białych (leukopenia)

• Po kilku minutach, max. 6 h po zabiegu zwiększenie liczby białych krwinek (lukocytoza)

Przepływ krwi i limfy:

• Znaczny rozkurcz naczyń, max. 10-30 minut po zabiegu

• W zależności od patologii naczyń możliwa jest reakcja paradoksalna (Burger)

ZASADY APLIKACJ APARATEM CURAPULS 403

Częstotliwość: 27.12 ± 0.16 MHz

Krótkie fale w formie impulsowej

Impuls w kształcie prostokąta

Czas impulsu: 65-400 μsec

Częstotliwość powtarzania impulsu: 26-400Hz

Czas leczenia: 0.5 - 30 minut

Moc szczytowa impulsu: 200 W (utrata 40% energii, zostaje 120 W)

W przypadku utraty energii powyżej 10% następuje automatyczne wyłączenie. Maksymalna odległość skóra - magnetoda wynosi 1 cm.

Magnetody:

circuplody posiadają osłonę faradyczną, o większej średnicy max moc impulsu = 200 W, o mniejszej średnicy = 100W. W środku circuplody wartość pola wynosi zero.

Im mniejsza średnica zwoju tym mniejsze efekty w tkankach głębokich. W tkankach pacjenta pole jest odbiciem lustrzanym zwoju. Zwój rozpoczyna się 5mm poza frontem circuplody, pole elektryczne w tkance również 5 mm od powierzchni skóry.

Można stosować 1 lub 2 circuplody, jednakowe lub o różnych rozmiarach. Mogą być one ułożone:

• Podłużnie: mięśnie

• Poprzecznie: stawy (nie działają równocześnie, impuls w jednej jest dostarczany w czasie przerwy w drugiej)

METODY LECZENIA

Decydująca dla dawki i rejestracji klinicznych efektów leczenia jest subiektywna percepcja ciepła przez pacjenta.

Fizjoterapeuta musi dokonać wyboru postępowania, określić cele i strategię działania oraz dokonać wyboru aparatury (aplikacja ciągła lub impulsowa).

Przed zabiegiem należy:

• Przeprowadzić wywiad, historia choroby

• Zbadać czy nie ma przeciwwskazań

• Przeprowadzić test na odczuwanie ciepła (5 minut)

• Wyjaśnić pacjentowi charakter leczenia oraz prawidłowe i nieprawidłowe odczucia w czasie zabiegu. NIE WOLNO POSTĘPOWAĆ WEDŁUG ZASADY IM CIEPLEJ TYM LEPIEJ!!!!!!

• Stosować wyłącznie drewniane leżanki lub krzesła

• Usunąć zewnętrzne metale, karty magnetyczne, telefony komórkowe

• odpowiednio wyeksponować leczoną powierzchnię

• dokładnie ją sprawdzić

• usunąć materiały syntetyczne

• ułożyć pacjenta w pozycji komfortowej

• używać ręcznika bawełnianego na leczoną powierzchnię

• poinformować pacjenta, aby nie ruszał się w czasie zabiegu

• w czasie zabiegu regularnie pytać pacjenta co odczuwa, nie może wystąpić ból lub nieprzyjemne wrażenia

• po leczeniu ocenić efekty; bezpośrednio napięcie, elastyczność, przed następnym zabiegiem stan zapalny

• pozwolić pacjentowi na krótki wypoczynek

• zaplanować dalsze zabiegi

WSKAZÓWKI DOTYCZĄCE OKREŚLANIA DAWKI KRÓTKI FAL W LECZENIU

Doniesienia w literaturze dają niewielkie wskazówki odnośnie dawek w stanach patologicznych, raczej tylko ogólne informacje. Fizjoterapeuta musi ocenić w jakim zakresie krążenie krwi może regulować temperaturę.

-jeżeli występują poważne ograniczenia krążenia i zredukowana jest funkcja odżywcza⇒stosujemy niską dawkę→submitis (podprogowa), impuls pulsacyjny,

-jeżeli proces zapalny zmniejsza się (stan chroniczny)→należy zwiększyć termiczne obciążenie.

Efekt termiczny pożądany ⇒ impuls ciągły

⇒ pulsacyjny - długi czas impulsu, wysoka częstotliwość powtarzania impulsu

Efekt nietermiczny pożądany ⇒ impuls pulsacyjny-krótki czas impulsu, niska częstotliwość powtarzania impulsu.

Dawka jest wyznaczona przez:

• intensywność: szczytowa rozumiana jako moc wyjściowa ( Wat),

• charakter energii: ciągła, impulsowa,

• czas pulsu: μs-ms,

• częstotliwość powtarzania pulsu: Hz,

• czas leczenia: minuty,

• częstość leczenia,

• ilość sesji leczniczych.

INTENSYWNOŚĆ

Dawka	Odczucia ciepła przez pacjenta	W jakich stanach stosujemy
I submitis atermiczna	nie ma odczuć ciepła	stany ostre oraz takie w których, odczucia ciepła muszą być bardzo delikatne
II mitis oligotermiczna	może odczuwać delikatne ciepło	⇓
II mild oligotermiczna	łagodne, delikatne ciepło	⇓
III normalia termiczna	komfortowe ciepło	chroniczne stany zapalne
IV fortis hipertermiczna	tak ciepło jak tylko możliwe	w ekstremalnych przypadkach, gdy chcemy zwiększyć rozciągliwość włókien kolagenowych

Pożądany efekt termiczny impuls ciągły

emisja pulsacyjna → długi czas impulsu

→wysoka częstotliwość powtarzania impulsu

Pożądany efekt nietermiczny forma pulsacyjna → krótki czas impulsu

→ niska częstotliwość powtarzania impulsu

PAMIETAJ! Krótki wysoki szczyt mocy w impulsie → ostry wstrząs termiczny na poziomie komórkowym.

Mikrofale są to fale elektromagnetyczne o długości od 0,1 do 100cm o właściwościach odmiennych od fal radiowych, zbliżonych natomiast do promieniowania świetlnego, co powoduje, że mogą ulegać odbiciu, rozproszeniu, załamaniu i dyfrakcji na granicach warstw tkankowych o różnych właściwościach.

Fale decymetrowe wytwarzane są przez samopobudzający się koncentryczny obwód rezonansowy. Fale centymetrowe wytwarzane są przez specjalna lampę generacyjną - magnetron, która ma właściwości zarówno lampy elektronowej, jak i obwodu drgającego. Energia mikrofal wypromieniowywana jest na części ciała poddawane zabiegowi przez specjalny nadajnik /antena dipolowa w metalowym reflektorze/. Najczęściej stosowane są następujące promienniki:

• okrągły do zabiegów na małych polach /bezpośredni kontakt ze skórą, mała moc do 25 W/,

• podłużny /odległość od miejsca aplikacji 10-25 cm/,

• wydrążony, mający kształt cylindra /można przystawiać do ciała/.

Rozgrzanie pod wpływem diatermii mikrofalowej jest bardziej powierzchowne niż pod wpływem diatermii krótkofalowej.

DMF stosuje się do rozgrzewania tkanek na niewielkich głębokościach:

• mięśni powierzchownych, przykrytych cienką warstwą tkanki tłuszczowej,

• okolic stawów przykrytych cienką warstwą tkanki tłuszczowej i mięśni (stawy nadgarstkowe, łokciowe, skokowe, kręgosłup szyjny itp.)

• blizn na powierzchni skóry.

Głębokość grzania diatermii mikrofalowej w zależności od grubości tkanki tłuszczowej

Sposób emisji:

• ciągły /mniejsza moc 250W/

• impulsowy /moc 600W/.

USTALANIE DAWKI

UWAGA! Termoreceptory w skórze są pobudzane pośrednio przez przewodzone ciepło, należy po 5 minutach aplikacji sprawdzać dawkę.

Po czasie < 5 minut pojawia się odczucie ciepła → zbyt wysoka dawka,

Zmniejszyć I w formie ciągłej, zmniejszyć czas impulsu i/lub częstotliwość powtarzania, wtedy I zmniejsza się.

Po czasie >5 minut nie pojawia się ciepło → zbyt mała dawka, wydłużyć czas do 10 minut. Nie ma odczuć? Stop → następnym razem zapytać o reakcję. Jeżeli pozytywna, należy zwiększyć dawkę.

Czas trwania zabiegu

*w przeszłości: 20-30 minut,

*obecnie: nowoczesne aparaty szybciej osiągają max. moc efektywną → czas zabiegu wynosi 5-15 (20) minut.

Częstotliwość leczenia

niska dawka → codziennie, nawet kilka razy dziennie,

wysoka dawka → 2-3 razy w tygodniu.

• leczenie stanów ostrych → 5-8 zabiegów dziennie → stymulacja efektów nietermicznych (biologicznych)

• jeżeli proces zapalny zmniejsza się może wzrosnąć termiczne obciążenie tkanek,

• długi czas trwania chronicznego stanu zapalnego, należy spowodować wyzwolenie zapalenia, aby nastąpił początek procesu naprawy

Ilość zabiegów leczniczych

* nie jest jasno określona, zdeterminowana rezultatami klinicznymi,

* fizjologiczna faza zdrowienia tkanek jest wsk. do ilości zabiegów,

* jeżeli nie ma efektów, nie stosować zabiegów z zastosowaniem fal krótkich.

WSKAZANIA

Schorzenia pourazowe i pooperacyjne, procesy zapalne, zaburzenia krążenia obwodowego, leczenie ran (w szerokim zakresie znaczenia).

Głównie w schorzeniach mięśni, kości, nerwów obwodowych.

PRZECIWWSKAZANIA

UWAGA!! Zaabsorbowane pole elektromagnetyczne nie może wywoływać bólu ani silnych wrażeń cieplnych.

Nie należy stosować ciepła, jeżeli występują u pacjenta problemy krążeniowe lub możemy pogorszyć stan zapalny.

Metalowe implanty, rozrusznik serca (dystans 4.5 m), zaburzenia krążenia (zakrzepica, krwawienie zagrażające), tkanki ischemiczne, choroba Burgera, Raynaud'a, choroby serca, ciąża (okolica brzucha, krzyże, lędźwie), miesiączka, gruźlica, zaburzenia czucia, neuropatie, gorączka, infekcje, po leczeniu promieniami Rentgena (po 6 miesiącach).

Nie stosować na takie tkanki jak: oczy, jądra, wilgotne rany, tkanki w wysokim tempie mitozy (guzy, organy krwiotwórcze (powyżej 18 roku życia).

MAGNETOTERAPIA

„Energia magnetyczna jest elementarną energią, od której zależy życie ludzkie” Werner Heisberg

Magnetyzm - właściwości, jakie posiadają niektóre substancje (magnesy)
w uporządkowaniu i ukierunkowaniu substancji metalicznych.

Zainteresowanie siłami pola magnetycznego i jego wpływem na ustrój ludzki sięga początków medycyny. Magnetyzm znany był już w Starożytności, jako naturalna biologiczna forma terapii, zabiegi wykonywano za pomocą kawałków magnetytu i sztabek magnetycznych. Pierwszych odkryć zjawisk magnetycznych dokonali Chińczycy, ale dopiero w roku 1873 Anglik James Maxwell opisał po raz pierwszy zjawisko pola elektromagnetycznego i podał jego charakterystykę. „... Polem elektromagnetycznym nazywamy właściwości przestrzeni wokół przetwornika z prądem elektrycznym, w której na inne przetworniki z prądem lub swobodnie poruszające się ładunki elektryczne działają siły magnetyczne”.

Charakterystyka pola elektromagnetycznego

Pole elektromagnetyczne można scharakteryzować za pomocą następujących wielkości:

• natężenie pola elektrycznego (E), jednostka Amper [A]

• natężenie pola magnetycznego (H), H= F/l J [A/m] , lub indukcja magnetyczna B=Vs/m²

• częstotliwość zmian parametrów pola (f),

• prędkość rozchodzenia się zmian pola (v).

W polu elektromagnetycznym wielkości te są od siebie zależne i to w sposób mający charakter czasowy. Prawa opisujące te zależności noszą nazwę praw Maxwella:

Prawo I Maxwella- wokół zmiennego pola elektrycznego wytwarza się zmienne wirowe pole magnetyczne,

Prawo II Maxwella- wokół zmiennego pola magnetycznego wytwarza się zmienne wirowe pole elektryczne.

NAUKOWE PODSTAWY MAGNETOTERAPII - XX wiek

NATURALNE ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE - obejmuje kulę ziemską, jej atmosferę i poza atmosferyczną przestrzeń okołoziemską.

• Średnia wartość natężenia pola elektrycznego na kuli ziemskiej wynosi 130V/m; stwierdza się wahania dobowe, roczne, 11-letnie;

• Naturalne pole magnetyczne: natężenie 20-60A/m, w pobliżu bieguna ≈ 80A/m. Największe natężenie pola występuje na biegunach magnetycznych, nie rozciąga się na całą przestrzeń okołoziemską, lecz jest wyraźnie ograniczone.

MAGNETOSFERA - linie ziemskiego pola magnetycznego, osłona przed działaniem kosmicznym.

MAGNETYZM ZIEMSKI - wartość 50 mikrotesli. Źródłem są prądy elektryczne wewnątrz Ziemi. Zmniejsza się od bieguna i pulsuje w rytmie dobowym i rocznym.

PROMIENIOWANIE ELEKTROMAGNETYCZNE WOKÓŁ ZIEMI - widmo częstotliwości od ułamków Hz do wielu GHz, źródłem są: słońce, wyładowania atmosferyczne, odległe galaktyki, gwiazdy supernowe, istoty żywe.

Wpływ naturalnego środowiska elektromagnetycznego na organizmy żywe

↓ promieniowania powoduje (u myszy zamkniętych w komorze Faraday'a):

• Mniejsze zużycie tlenu

• Zatrzymywanie większej ilości wody w tkankach

• Zmniejszenie ilości hemoglobiny w erytrocytach

• Zwiększenie ilości potasu

• Obniżenie ilości sodu

W/w zmiany ustępowały po poddaniu zwierząt ponownemu działaniu promieniowania naturalnego.

↑ aktywność promieniowania powoduje:

• Zwiększenie populacji ryb, owadów, ssaków

• Rozwój wielu groźnych chorób (dżuma, cholera, grypa, błonica, zapalenie opon mózgowych

• ↑ liczby chorób nerwowych i psychicznych

• ↑ liczby przyjęć do szpitali i zejść śmiertelnych w szpitalach

• ↑ rozmnażania bakterii

• ↑ śmiertelności zwierząt.

Burze geomagnetyczne korelują z zaburzeniami psychosomatycznymi i częstotliwością zgonów.

SZTUCZNE ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO

• urządzenia budowane specjalnie w celu wytworzenia energii elektromagnetycznej

• urządzenia, w których promieniowanie energii jest „produktem ubocznym” procesów wykorzystujących energię elektryczną (urządzenia nadawcze - radio, TV, radionawigacyjne, samochody, oświetlenie, reklamy, maszyny i urządzenia powszechnego użytku z silnikami elektrycznymi, linie energetyczne wysokiego napięcia, urządzenia medyczne)

„SMOG ELEKTROMAGNETYCZNY”

Magnetyzm ziemski jest bardzo mały w porównaniu z tym, który można uzyskać przy pomocy urządzeń technicznych.

Pola magnetyczne stosowane w lecznictwie:

• statyczne (magnesy)

• dynamiczne (odpowiednikiem magnesu jest układ zwojów, zwany solenoidem, który odpowiednio sterowany za pomocą prądu elektrycznego stałego lub zmiennego, wytwarza pola magnetyczne o niskim natężeniu 20-100 Gaussów. Najważniejszą cecha magnetoterapii jest wykorzystywanie skrajnie małej częstotliwości (ELF-MF) od 3Hz do 3000Hz. Im niższa częstotliwość fali elektromagnetycznej tym większy jej stopień przenikania do tkanek oraz brak efektu termicznego. W przypadku ELF-MF komponent magnetyczny przeważa nad termicznym.

Mechanizm działania pola magnetycznego na organizm

1. Zmieniające się w czasie pole magnetyczne indukuje w strukturach elektrolitowych organizmu zmienne napięcie zależne od powierzchni, siły i szybkości zmian pola. Zmienne napięcie z kolei wzbudza w elektrolicie pole elektryczne, którego siła przyspiesza ruch jonów, przy czym pojawia się prąd katoforetyczny (ruch dodatnio naładowanych cząsteczek ku katodzie). Wraz ze wzrostem szybkości wzrasta wewnętrzne tarcie cząsteczek elektrolitu przeciwdziałające tej sile i wyrównujące wpływ pola.

2. Wpływ sił Lorentza. W organizmie poddanym działaniu pola magnetycznego jony poruszają się prostopadle do linii sił pola. Zachodzie wtedy odchylanie się w przeciwnym kierunku kationów i anionów. Jony te gromadzą się na barierach np. błonach komórkowych. Rozdział ładunków powoduje spadek potencjału i zmianę przepuszczalności błon komórkowych i transport czynny.

W wyniku powyższych zmian następuje:

• Wzrost energii drgań błon i/lub wymuszenie zwiększenia dyfuzji przez błony,

• Wpływ na elektroosmotyczne procesy fizjologiczne,

• Wpływ na procesy neuronalne przez sumowanie się potencjałów miniaturowych.

3. Wpływ na szybkość reakcji enzymatycznych poprzez oddziaływanie na paramagnetyki (hematyna, hemoglobina, mioglobina, cytochromy (katalizator oddychania tkankowego), enzymy.

Paramagnetyki: posiadają własne pole magnetyczne po namagnesowaniu, o kierunku zgodnym z polem zewnętrznym, wciągane przez to pole, ustawiają się równolegle do linii sił pola. Pobierają energię z pola zewnętrznego np. powietrze, wiele gazów, większość metali. Paramagnetyki rozpuszczone we krwi: tlen cząsteczkowy, metaloproteiny, wolne rodniki (produkty pośrednie w reakcjach enzymatycznych wrażliwe na obecność pola magnetycznego, mogą ustawić się w nim w linii → efekt magnetomechaniczny.

Diamagnetyki: własne pole po namagnesowaniu ma kierunek przeciwny do pola zewnętrznego, osłabia jego działanie, wypychanie przez pole, prostopadle do linii sił pola. Należą do nich np. wodór, woda, wodne roztwory elektrolitów, szkło, złoto, bizmut, żywica.

Ferromagnetyki: posiadają dużą zdolność do namagnesowania np. żelazo, nikiel, kobalt. Posiadają własne pole wielokrotnie większe od pola zewnętrznego, zgodne z jego kierunkiem.

4. Wpływ na systemy piezoelektryczne.

5. Zmiana fizykochemicznych właściwości wody.

6. Indukowanie w strukturach elektrolitowych organizmu zmiennego napięcia.

Efekt magnetoelektryczny → wytwarzanie mikronapięć i prądów w tkankach znajdujących się w polu magnetycznym.

7. Narzucanie przez pole elektromagnetyczne swego rytmu komórkom wykazującym automatyzm (serce, komórki układu nerwowego).

Oddziaływanie biologiczne elf - mf

• ↑ wychwyt tlenu przez hemoglobinę i cytochromy

• Nasilenie procesów regeneracji tkanek miękkich

• Przyspieszenie procesów tworzenia zrostu kostnego

• Działanie angiogenetyczne

• Działanie przeciwzapalne i przeciwobrzękowe

• Działanie analgetyczne

• Inne: zmiana wnikania Ca++ do komórek, ↑ absorpcji białek, ↑ ogólnego transportu przez błony, ↑ dna, wpływ na K+, Na+, atp- azę.

• Nie wywołuje efektu termicznego

ELF-MF powoduje ruch jonów w komórkach, przez to hiperpolaryzację błony komórkowej, wzmożenie przemiany materii i zwiększone wykorzystanie tlenu przez komórkę.

PRZECIWWSKAZANIA

Cukrzyca młodocianych, ciąża, ciężkie choroby serca i krążenia, chorzy z rozrusznikiem serca, ostre choroby infekcyjne, nadczynność tarczycy, gruźlica, zagrożenie krwawieniem z przewodu pokarmowego.

Ostrożnie należy postępować w ciężkich chorobach naczyń krwionośnych (zarostowe zapalenie tętnic kończyn dolnych, angiopatia cukrzycowa, ciężka angina pectoris).

Impulsowe pole elektromagnetyczne niskiej częstotliwości jest cennym elementem kompleksowego leczenia wielu jednostek chorobowych.

WSKAZANIA

Zapalenia, zmiany wsteczne tkanek, zaburzenia krążenia, schorzenia ortopedyczne, dermatologiczne, zaburzenia czynnościowe, choroby kobiece, choroby neurologiczne,

ZALETY:

• Równomierne wnikanie pola w głąb tkanek

• Możliwość wykonywania zabiegów poprzez ubranie, gips, bandaże

• Wygoda w użytkowaniu

ZASADY APLIKACJI

Pacjent nie odczuwa bezpośrednio aplikacji pola magnetycznego. Działanie pola jest stopniowe a efekty widoczne po dłuższym okresie stosowania. W leczeniu objawowym może być stosowana w połączeniu z innymi formami terapii fizykalnej (IR, laser, TENS) odpowiednio do założonych celów leczniczych.

Dobór właściwych warunków zabiegu opiera się na parametrach:

1. Czas zabiegu

Od 5 do 60 minut, codziennie, co drugi dzień, 1-2 x w tygodniu. Serie od 5-15 zabiegów, do ½ roku w przypadku osteoporozy. Czas zabiegu zgodnie z wiekiem pacjenta, zabiegi wykonywać o tej samej porze, u osób starszych do godziny 17.00.

2. Natężenie pola

Natężenie wyraża się w A/m lub jako indukcja magnetyczna (iloczyn indukowanego napięcia i czasu przypadający na m² powierzchni przekroju).

B = 1Vs/ m² =1Tesla 1Gaus = 0.0001T = 0.1mT

Natężenie pola powyżej 5mT (50 Gaussów) działa:

• Antyobrzękowo

• Stymuluje procesy odnowy tkanek

Natężenia niskie <5mT działa na:

• Odprężenie

• Rozluźnienie mięśni

• ↑ przepływ krwi

• niedowłady naczyniowe

• stany zapalne, zwyrodnieniowe

• dzieci, osoby starsze.

W stanach ostrych stosuje się niskie natężenia.

3. Częstotliwość i charakter zmian pola

Zmienne pola magnetyczne stosowane w fizykoterapii mają zwykle częstotliwość 60 Hz (czasem do 100Hz), a wartości pola elektrycznego porównywalne są z polem ziemskim zaś natężenie pola magnetycznego przekracza wartości pola ziemskiego. Pole takie nosi również nazwę pulsującego pola magnetycznego i w celach terapeutycznych jest wytwarzane przez specjalne generatory. Zmiana pola magnetycznego może być w kształcie sinusa, trójkąta, prostokąta, generowana w formie ciągłej lub modulowanej.

Generatory używane w fizykoterapii oparte są najczęściej na budowie cewki jako aplikatora (mogą być również aplikatory płaskie) oraz urządzeń do modulacji kształtu, częstotliwości, natężenia bądź innych parametrów prądu płynącego przez cewkę.

Dobór częstotliwości:

1 - 5 Hz w stanach ostrych

5 - 20 Hz w stanach podostrych

20 - 50 Hz w stanach przewlekłych

72-75 Hz o przebiegu prostokątnym zmniejsza utratę tkanki kostnej, może stymulować naprawę tkanek otaczających, regenerację włókien nerwowych.

50-70 Hz o przebiegu sinusoidalnym powoduje poprawę krążenia, wzrost cyrkulacji oraz stymulacja otwarcia naczyń między arteria a włośniczką, zwiększony przepływ.

LECZENIE ELF - MF PREFEROWANE JEST GŁÓWNIE W LECZENIU STANÓW CHRONICZNYCH.

Magnetostymulacja — terapia polami magnetycznymi o niskich wartościach indukcji Wielkość indukcji pól magnetycznych o niskiej wartości jest zbliżona do indukcji pola ziemskiego i jako wartości graniczną przyjęto 100 µT - indukcja pola ziemskiego 30 - 70 µT. Powyżej tej wartości mamy do czynienia z magnetoterapią. W piśmiennictwie anglojęzycznym określa się te formę terapii najczęściej jako „microTe-sla magnetic fields". Natomiast w literaturze polskiej przyjęto nazwę magnetostymulacja, która trafnie oddaje cechy tej formy terapii. Pole magnetyczne stosowane w magnetostymulacji określa, obok wyżej podanej wartości indukcji, wartość składowej elektrycznej, nie przekraczającej 130 V/m_, oraz częstotliwość pól: od kilku do 3000 Hz (przebiegi o wyższej częstotliwości są modulowane, a obwiednie zmodulowanych przebiegów nie przekraczają częstotliwości kilkunastu Hz). Podstawą uzasadniającą efekt biologiczny działania pól magnetycznych o bardzo niskiej indukcji jest teoria jonowego rezonansu cyklotronowego. Obserwacje naukowe będące podstawą tej teorii dowodzą, że różne tkanki żywych organizmów absorbują szczególnie silnie tylko określone fragmenty specyficznego w aspekcie indukcji i częstotliwości pola. Stąd precyzyjne określenie wskazań do magnetostymulacji z podaniem specyficznych parametrów zabiegu musi być poprzedzone licznymi badaniami podstawowymi „in vitro" na modelach biologicznych i w końcu klinicznymi. Magnetostymulacja jest stosunkowo młoda metodą fizjoterapii — pierwsze naukowo udokumentowane obserwacje poczyniono w 1992 r.

Oddziaływanie pól magnetycznych o niskiej wartości indukcji nie jest jeszcze w pełni wyjaśnione. Jego efekty przypisuje się głównie indukowanym w tkance w czasie przepływu pulsujących pól magnetycznych bardzo słabym prądom, tzw. siłom Lorentza, które:

- powodują zwiększenie przepuszczalności błon półprzepuszczalnych,

- powodują wzrost energii drgań błon i/lub jonów,

- mają wpływ na elektroosmotyczne procesy fizjologiczne,

- mają wpływ na procesy neutralne przez sumowanie się bardzo ma­łych potencjałów.

Ma to w rezultacie wpływ na:

- wnikanie Ca²⁺ do komórek,

- przekaźnictwo międzykomórkowe,

- aktywność ATP-azo zależnej pompy sodowo-potasowej błon komórkowych,

- stymulację tworzenia cAMP,

- zwiększenie absorpcji białek,

- zwiększenie ogólnego transportu przez błonę komórkową,

- stymulację tworzenia prostaglandyn E,

- zwiększenie zawartości DNA.

Wyniki badań klinicznych wykazują, że magnetostymulacja działa przeciwbólowo, przeciwzapalnie, przeciwobrzękowo, zwiększa utylizację tlenu i stabilizuje oddychanie komórkowe. Zwiększa w istotny sposób przepływ krwi w naczyniach tętniczych i kapilarach, poprawia też drenaż żylny, przyspiesza proces gojenia się ran. Sugeruje to kierunek wykorzystania klinicznego magnetostymulacji, zwłaszcza w leczeniu chorób ośrodkowego układu nerwowego i narządu ruchu. Najdłuższe obserwacje kliniczne dotyczą zastosowania magnetostymulacji w chorobie Parkinsona, stwardnieniu rozsianym oraz zespołach bólowych narządu ruchu na tle zwyrodnieniowym (zapalnym i pourazowym), migreny oraz owrzodzenia troficzne.

KLASYFIKACJA PROMIENI WIDMA ELEKTROMAGNETYCZNEGO

Światło jest to postać energii promienistej o naturze falowej i cząsteczkowej. To taka forma energii, która przekazuje siłę życiową. Światło pozwala na przyswajanie elementów potrzebnych do życia. Pewien procent docierającego do nas światła słonecznego podlega zjawisku polaryzacji i prawdopodobnie ta jego część jest odpowiedzialna za szczególne właściwości terapeutyczne naturalnych naświetlań. Widzialne światła spolaryzowane o długości fali od 385 do 780 nm charakteryzuje się następującymi właściwościami:

- spolaryzowanie (drganie w płaszczyznach równoległych do kierunku świecenia)

- polichromatyczność (zawiera szerokie pasmo częstotliwości i przekazuje mało energii),

- niekoherentność (przebieg fali nie jest synchronizowany ani w czasie ani w przestrzeni),

- energia o niskim poziomie jest dostarczana ze stałą intensywnością, więc ma charakter biostymulacji,

- miejscowe podniesienie temperatury o 0,1 - 0,5 stopni Celsjusza.

Liniowo spolaryzowane światło widzialne (specjalnie ukierunkowane) ma pozytywny wpływ i działa biostymulująco na poddawane naświetlaniu części ciała. Światło poprzez wrażenia wzrokowe wpływa na określone obszary mózgu regulujące gospodarkę hormonalną (szyszynka, podwzgórze, przysadka). Przenikając przez skórę modyfikuje procesy zachodzące
w płynie śródtkankowym zmiany te wtórnie, poprzez krążącą krew, rozprowadzane są po całym organizmie. Skóra wchłania światło kolorowe, jego drgania i przekazuje dalej do wnętrza ciała, przenosząc energię i informacje na poziomie komórkowym. Pochłonięte widzialne światło spolaryzowane organizm ludzki przetwarza w energię elektrochemiczną, która powoduje uruchomienie łańcucha reakcji biochemicznych wewnątrz komórek, stymulowanie prawidłowej przemiany materii oraz wzmocnienie odporności całego organizmu. Efekty biologiczne działania światła widzialnego (białe światło) obejmują:

- bezpośrednie działanie na strukturę i funkcję wszystkich krążących krwinek,

- stymulację procesów wzrostowych i podziałów komórkowych,

- poprawę mikrokrążenia,

- poprawę transportu tlenu i funkcji transportowych krwi,

- produkcję czynników przeciwzapalnych we krwi,

- działanie antybakteryjne dzięki niebieskiej części widma

- modulacje systemu immunologicznego,

- modulacje aktywności komórkowej szczególnie leukocytów,

- modulację systemu hormonalnego.

W fototerapii stosowane jest, w zależności od potrzeb, światło widzialne lub konkretna barwa, czyli fala elektromagnetyczna o określonej długości. Stosowane w lampach specjalistyczne odbiciowe filtry polaryzacyjne przepuszczają tylko falę o określonej długości i w ten sposób uzyskuje się konkretna barwę.

Spektrum promieniowania widzialnego obejmuje następujący zakres fal elektromagnetycznych, w tym konkretne barwy :

• czerwona - wpływa pobudzająco na psychikę człowieka, na czynność męskich i żeńskich gruczołów płciowych, powoduje łagodzenie zmian skórnych występujących w przebiegu niektórych chorób zakaźnych, przyspiesza gojenie w przypadku źle gojących się ran i bólów mięśniowych oraz przy niedoczynności gruczołów płciowych; dodaje energii;

• pomarańczowa - wpływa na układ pokarmowy (jelito cienkie, grube), wydalniczy i moczowy;

• żółta - przypuszcza się, że ma działanie na ośrodkowy układ nerwowy i na układ pokarmowy, a także pobudza układ limfatyczny. Brak jednak wiarygodnych dowodów i badań dotyczących jej działania;

• zielona - ma działanie antyseptyczne i dezynfekujące, reguluje i stabilizuje wszystkie funkcje organizmu, uśmierza ból i pobudza procesy regeneracyjne, ułatwia powrót do zdrowia po chorobie, uspokaja i działa jako remedium na klaustrofobię;

• niebieska - ma działanie uspakajające, przeciwbólowe, przeciwzapalnie, przeciwświądowe i przeciwgorączkowe, powoduje zwężenia naczyń krwionośnych skóry, ma działanie fotooksydacyjne i powoduje przekształcenie bilirubiny w nietoksyczne, rozpuszczalne w wodzie substancje wydalane przez nerki; jest wykorzystywana do naświetlań miejscowych po urazach, przy krwawych wysiękach w stawach, przy zapaleniu żył, zaburzeniach naczynioruchowych, zaburzeniach krążenia w cukrzycy, miażdżycy i odmrożeniach;

• fioletowa - ma działanie wzmacniające, znieczulające i antybakteryjne, normuje pracę układu nerwowego i hormonalnego, uspokaja, obniża stres, przezwycięża lęk i obsesje, działa hamująco na motorykę mięśni szkieletowych, w dużej dawce powoduje rozdrażnienie.

Choroba jest wyrazem braku pewnych częstotliwości drgań, które odpowiadają falom widma kolorowego. Uzupełnienie tego niedoboru przez naświetlania barwą, sprawia że wzrasta sprawność organizmu i zwiększa się możliwość regeneracji. Istnieje wiele stanów patologicznych, w których grzanie jest bezwzględnie przeciwwskazane. Wyeliminowanie w nowoczesnych lampach promieniowania podczerwonego, które pochłonięte powoduje zwiększenie temperatury w naświetlanych tkankach, zwiększa możliwości terapeutyczne urządzeń generujących tylko spolaryzowane światło widzialne.

Światło w kontakcie ze skórą stymuluje światłoczułe struktury międzykomórkowe i molekuły. To inicjuje reakcje łańcuchowe w komórkach i wyzwala tak zwane reakcje wtórne, które nie ograniczają się wyłącznie do obszaru skóry poddanego kuracji, ale mogą obejmować cały organizm.

Główne efekty terapeutyczne działania światła spolaryzowanego obejmują wzrost odporności organizmu, przyspieszanie procesów przemiany materii, działanie przeciwbólowe, przeciwzapalne, zwiększenie unaczynienia oraz szybsze formowanie się kostniny w miejscu złamania, poprawę mikro krążenia i funkcji reologicznych krwi.

W związku z powyższymi efektami jest ono stosowane w rehabilitacji klinicznej, jak i społecznej oraz jako leczenie wspomagające w wielu działach medycyny, czyli w alergologii, chirurgii i ortopedii, dermatologii, gastrologii, ginekologii i położnictwie, kardiologii, laryngologii, neurologii, okulistyce, pediatrii, pulmonologii, psychiatrii, reumatologii, stomatologii a także w kosmetologii. Przeciwwskazania i ograniczenia terapii światłem spolaryzowanym obejmują osoby uczulone na światło, z chorobą nowotworową w indywidualnych przypadkach oraz obszar tułowia u kobiet w ciąży.

Promieniowanie ultrafioletowe UV (ang. ultrafiolet) dzieli się na trzy zakresy:

• UVA=315-400nm.(UVA1=340-400nm; UVA2=315-340nm),

• UVB=280-315nm,

• UVC=100-280nm.

Promieniowanie podczerwone IR (ang. infra red) w zależności od długości fali dzieli się na:

• krótkofalowe IR-A, długość fali od 770 do 1500nm,

• średniofalowe IR-B, długość fali od 1500 do 4000nm,

• długofalowe IR-C, długość fali od 4000 do 15000nm.

Głębokość wnikania promieni IR w skórę zależy od długości fali tych promieni - im krótsze, tym głębiej wnikają. Promienie IR-A wnikają najgłębiej, bo aż do tkanki podskórnej i są w ok. 1/3 absorbowane w naskórku, co przedstawiono w tabeli 1. Prawie całkowicie absorbowane w naskórku są promienie IR-C i mają działanie najbardziej powierzchowne.

Promieniowanie podczerwone ma działanie typowe dla ciepła. Zmniejsza napięcie mięśni szkieletowych i mięśni gładkich, przyspiesza przemianę materii, uśmierza ból oraz przyspiesza procesy gojenia. Działanie cieplne promieni IR, wskutek rozszerzenia głębiej położonych naczyń krwionośnych skóry, powoduje powstanie rumienia cieplnego bez okresu utajenia, który zanika po zaprzestaniu ekspozycji. Odczyn ogólny spowodowany działaniem promieni IR objawia się przegrzaniem organizmu i zależy od intensywności naświetlania, a także sprawności układu krążenia. Wzrasta temperatura ciała, następuje przyspieszenie czynności serca i oddychania oraz pocenie się, a także obniżenie ciśnienia tętniczego krwi. Występują też objawy odwodnienia organizmu i utraty elektrolitów.

Tab.1. Absorpcja poszczególnych pasm promieniowania w tkankach powierzchownych ciała.

Warstwy skóry	Promieniowanie
		UV			Widzialne		IR
		C	B	A			A	B	C
rogowa	+	+	+		+	+	+	-
rozrodcza		+	+		+	+	+	-
skóra właściwa			+		+	+	+
tkanka podskórna						+	+

Atmosfera otaczająca kulę ziemską stanowi filtr, przez który przechodzi tylko część promieniowania słonecznego. Są to promienie widzialne, stanowiące ok. 40% promieniowania słonecznego, promieniowanie podczerwone ok.59-65% promieniowania słonecznego oraz promieniowanie UV- 1-2% promieniowania słonecznego. Do ziemi dociera tylko ok.27% promieniowania słonecznego. Jego natężenie zależy od pory roku (odległości ziemi od słońca), pory dnia (położenia słońca nad horyzontem), wysokości nad poziomem morza, zachmurzenia oraz zawartości w powietrzu pary wodnej i pyłów. Na natężenie promieniowania UV w powietrzu wpływa także odbicie promieniowania słonecznego od podłoża (woda, śnieg, piasek na plaży dobrze odbijają prom. słoneczne). Skóra odbija ok.25%, a pochłania 75%. Efektem pochłoniętego przez skórę promieniowania jest powstanie rumienia cieplnego, jako efekt działania promieni podczerwonych oraz powstanie rumienia fotochemicznego, powstającego w wyniku działania promieni UV.

Poszczególne składowe widma promieniowania słonecznego wnikają
w skórę na różną głębokość. Głębokość wnikania promieni UV zależy od typu
i budowy skóry, oraz od długości fali tych promieni. Skóra zaś jest barierą ochronną organizmu, chroniąca przed działaniem bodźców środowiskowych. Jest wyposażona w mechanizmy zabezpieczające przed uszkodzeniem przez promienie słoneczne. Należą do nich:

• synteza melaniny - zbrązowienie skóry,

• pogrubienie warstwy rogowej naskórka,

• pobudzenie mechanizmów naprawczych materiału genetycznego komórek.

Większa część promieni UV zostaje pochłonięta przez warstwę rogową naskórka. Nie więcej niż 10% promieniowania UVB i 40-50% promieniowania UVA dociera do warstwy podstawnej naskórka. Tolerancja na światło słoneczne rozwija się przez 2-3 tygodnie codziennej ekspozycji i stopniowo wzrasta. Wrażliwość na prom. UV zmniejsza 20-krotnie zgrubienie naskórka i jego brązowienie. Reakcja skóry na naświetlanie promieniami UV, wyrażona rumieniem fotochemicznym może być osłabiona lub też zniesiona w stanach przebiegających z zapaleniem lub uszkodzeniem nerwów obwodowych przy uszkodzeniu kręgosłupa, w infekcjach, w złym stanie ogólnym i w stanach toksycznych. Działanie promieni UV osłabia niedokrwienie skóry spowodowane zwężeniem naczyń krwionośnych pod wpływem zimna.

Wrażliwość skóry na światło zmniejsza się po naświetlaniach w wyniku uwolnienia mediatorów rozszerzających naczynia włosowate (np. histaminy), a także w rezultacie zwiększenia się zawartości kwasu urokanowego w skórze, stanowiącego naturalny filtr. Podobnie jak wszystkie fale elektromagnetyczne, światło podlega absorpcji, interferencji, załamaniu, rozproszeniu, odbiciu i polaryzacji.

Wielkość promieniowania wysyłanego przez źródło światła mierzy się
w watach. Natężenie promieniowania odnoszące się do napromieniowanej powierzchni podaje się, zwłaszcza w solariach, w miliwatach na centymetr kwadratowy (mW/cm²). Dawkę naświetlania określa natężenie i czas ekspozycji na promieniowanie. Jednostką dawki naświetlania jest dżul na centymetr kwadratowy (J/cm²).

Ogólne działanie promieni UV na organizm

Promienie UV mają wyraźne działanie biologiczne i chemiczne na organizm człowieka. Działanie chemiczne promieni UV powoduje powstanie szeregu reakcji, którymi są: fotosynteza, utlenianie lub redukcja oraz fotoliza (rozpad danego związku na związki o mniej złożonej budowie). Wiele skutków biologicznych, zachodzących pod wpływem promieniowania UV ma ścisły związek z reakcjami chemicznymi wywołanymi tym promieniowaniem. Są to: powstanie rumienia fotochemicznego w skórze, tworzenie się melaniny oraz witaminy D, a także wpływ fotouczulaczy uwrażliwiających organizm na światło. Działanie antyseptyczne promieniowania UV jest również wynikiem zachodzących
w bakteriach reakcji fotochemicznych. Prawo Grotthusa-Drapera mówi, że: ,,przemiany fotochemiczne układu reagującego wywołuje promieniowanie pochłonięte. Na przebieg reakcji fotochemicznych nie ma wpływu promieniowanie odbite, przepuszczone lub rozproszone”.

Rumień fotochemiczny to reakcja skóry na działanie promieni UV. Odczyn skóry, w wyniku rozszerzenia naczyń krwionośnych wyraża się jej zaczerwienieniem. Zależność odczynu rumieniowego skóry od długości fali promieni UV przedstawiono na rysunku poniżej. Najsilniejsze właściwości rumieniotwórcze wykazuje promieniowanie o długości fali 297nm i 250nm.

Rys. Skuteczność wywoływania odczynu rumieniowego przez prom. nadfioletowe w zależności od jego długości fali.

Mechanizm powstawania rumienia fotochemicznego można podzielić na dwie fazy:

• faza I - w wyniku absorpcji energii promieni UV przez białko komórek warstwy kolczystej naskórka, dochodzi do jego denaturacji i uszkodzenia komórek tej warstwy,

• faza II - wydzielanie się z uszkodzonych komórek związków histaminopodobnych (substancje H), wykazujących właściwości rozszerzające naczynia krwionośne (substancje H powstają na drodze fotochemicznej dekarboksylacji kwasu aminohistydynowego do histydyny, a następnie przenikają do skóry właściwej, skutkiem czego jest rozszerzenie i zwiększenie przepuszczalności naczyń włosowatych skóry właściwej). W wyniku tego do przestrzeni międzykomórkowych naskórka i skóry właściwej przenika osocze, powodując obrzęk skóry. Gdy płyn przesiękowy zgromadzi się miedzy warstwami naskórka, powstają pęcherze wypełnione płynem surowiczym. Rezultatem dawki promieni UV, przekraczającej próg tolerancji skóry może być nieodwracalne uszkodzenie komórek naskórka, a nawet skóry właściwej, czego następstwem jest ich martwica.

Okres utajenia jest czas, jaki upływa od chwili ekspozycji na promienie UV do momentu wystąpienia pierwszych objawów rumienia. Czas trwania okresu utajenia zależy od dawki, długości fali promieniowania UV oraz wrażliwości osobniczej.

Ewolucją rumienia fotochemicznego nazywamy jego charakterystyczny rozwój, w którym można wyróżnić:

• I okres utajenia, trwający od 1 do 6 godzin (okres ten jest tym krótszy, im większe było natężenie i im dłuższy był czas działania promieniowania),

• II okres narastania rumienia, występujący od 6 do 24 godzin od ekspozycji (obejmujący czas od wystąpienia pierwszych objawów rozszerzenia naczyń krwionośnych do maksymalnego nasilenia rumienia, w zależności od dawki promieni UV),

• III okres ustępowania rumienia - czas trwania tego okresu jest uzależniony od dawki promieni UV; po słabej dawce promieni UV trwa on kilka godzin, po dużej dawce - kilka dni.

Rys. Ewolucja rumienia fotochemicznego I - okres utajenia, II - okres narastania,

III - okres ustępowania.

Następstwem rumienia fotochemicznego jest zgrubienie i łuszczenie się naskórka oraz zbrązowienie skóry, powstające w wyniku gromadzenia się w niej melaniny. Intensywność rumienia fotochemicznego zależy od :

• długości fali promieniowania UV,

• czasu ekspozycji na promienie UV,

• intensywności emisji źródła promieniowania,

• odległości skóry od źródła promieniowania,

• wrażliwości osobniczej (karnacja skóry, wiek),

• wrażliwości skóry (grubość naskórka, okolica ciała),

• wpływu niektórych leków i związków chemicznych.

Należy zatem rozróżnić rumień fotochemiczny, wykazujący wyżej opisaną ewolucję, od rumienia cieplnego, występującego w czasie napromieniania promieniami podczerwonymi IR. Różnica występuje także w wyglądzie. Rumień fotochemiczny jest jednolity, podczas gdy rumień cieplny ma wygląd plamisty. Należy też wspomnieć, że promieniowanie podczerwone IR ma wpływ na ewolucję rumienia fotochemicznego. Jednoczesne zastosowanie promieni IR i UV wzmaga odczyn rumieniowy skóry. Naświetlanie prom. IR po ekspozycji na prom. UV osłabia odczyn rumieniowy, zaś naświetlanie prom. UV po ekspozycji na prom. IR wzmaga ten odczyn. Naświetlanie prom. IR skóry z występującym rumieniem fotochemicznym powoduje jego osłabienie i szybsze ustępowanie.

Prawidłowe dawkowanie promieni UV wymaga znajomości siły emisji palnika oraz indywidualnej wrażliwości osoby naświetlanej. W tym celu, za wykorzystując rumieniomierz, wykonuje się test biologiczny, oceniający indywidualną wrażliwość pacjenta na promienie UV oraz określający natężenie promieniowania emitowanego przez lampę. Rumieniomierz składa się z dwóch pasków kartonu o rozmiarach np. 10x20cm. W jednym pasku, w jednej linii wycina się 5 równych, okrągłych otworów o średnicy 2cm, w odstępach ok. 2cm. Drugi pasek umieszczony pod kartonem z otworami służy do ich zakrycia. Tak wykonany rumieniomierz, z zasłoniętymi otworami nakłada się na mało naświetlane okolice ciała (brzuch, przyśrodkowa powierzchnia przedramienia). Resztę ciała (powierzchnię otaczającą rumieniomierz, głowę i pozostałe części ciała) zakrywa się szczelnie grubą tkaniną. Na oczy zakłada się okulary z filtrem optycznym i osłonami bocznymi. Lampę ustawia się w odległości 50 lub 100cm od naświetlanej okolicy ciała tak, by środek wiązki padał na środek rumieniomierza. Po włączeniu lampy należy odczekać do momentu, aż uzyska ona pełną emisję promieniowania (2-3min.). Następnie co 10-30sek. (lub 30-60sek. w starszych modelach lamp) odsłania się każdy kolejny otwór. Czas naświetlania kolejnych pól w przypadku odsłonięć co 30sek. wynosi 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5min. lub dla odsłonięć co 60sek. wynosi 1; 2; 3; 4; 5 min. Teoretycznie skórę w miejscach naświetlonych powinno się obserwować po 3, 6, 9, 12 i 24 godzinach, notując wygląd każdego pola i nasilenie rumienia. W praktyce oceny odczytu dokonuje się po 24 godzinach. Ponieważ progowy rumień występuje po ok. 3-godzinnym okresie utajenia i znika po 12 godzinach, za czas naświetlania wywołujący odczyn progowy przyjmuje się czas naświetlania pola bez odczynu, które poprzedza pole z odczynem. Pole bez odczynu stanowi wyznacznik progowej dawki rumieniowej (drażniącej), czyli dawki biologicznej (1 biodozy), określanej skrótem MED (minimal erythema dose). Jest ona miarą indywidualnej wrażliwości danej osoby na promieniowanie UV oraz jest określana w celu ustalenia odległości lampy od osoby naświetlanej [2].

Dawki promieniowania nadfioletowego UV, wyrażone w dawkach progowych wywołują różnie nasilone odczyny rumieniowe. Podział odczynu rumieniowego skóry, w zależności od jego nasilenia przedstawiono w tabeli poniżej.

Tab. Podział odczynu rumieniowego wg Konarskiej.

Stopień odczynu	Dawka progowa	Cechy charakterystyczne
Odczyn progowy (MED)	1	Po 6-8 h okresu utajenia po dawce promieniowania UV powstaje lekko różowe zabarwienie skóry zanikające w ciągu 2-4 h. Nie powoduje łuszczenia się skóry ani pigmentacji.
E I˚	2	Odczyn rumieniowy pierwszego stopnia objawia się różowym zabarwieniem skóry po okresie utajenia ok. 4 h, zanikającym stopniowo po 12 h (maksimum w ciągu 24 h). Nie powoduje łuszczenia się skóry. Po kilkakrotnym naświetleniu tą dawką powstaje równomierna, słaba pigmentacja
E II˚	3-4	Odczyn rumieniowy drugiego stopnia cechuje się wystąpieniem po okresie utajenia 3--4 h (lub krótszym) silniejszego różowego zabarwienia skóry ograniczonego do naświetlonego miejsca. Towarzyszy temu lekka bolesność, uczucie pieczenia i gorąca tego obszaru skóry. Po 24 h (do 2-3 dni) odczyn stopniowo zmniejsza się. Występuje łuszczenie się naskórka i wyraźna pigmentacja skóry
E III˚	5-6	Odczyn rumieniowy trzeciego stopnia występuje po okresie utajenia do 2h. Skóra staje się żywoczerwona, bolesna, napięta (zapalenie). Odczyn ten zaczyna ustępować od 3-go dnia i trwa ok. 5 dni. Występuje silne łuszczenie się i wyraźna pigmentacja skóry.
E IV˚	6-8	Odczyn rumieniowy czwartego stopnia jest silniejszy od poprzedniego, przy czym występują pęcherze surowicze. Utrzymuje się 7-10 dni. Naskórek silnie się łuszczy, a pod pęcherzami, które ulegają wchłonięciu, tworzy się nowy naskórek. Powstaje pigmentacja utrzymująca się dość długo.
E V˚	8-10	Odczyn rumieniowy piątego stopnia występuje już po ok. 1,0-1,5h i cechuje go obrzęk skóry, pęcherze i martwica sięgająca głębszych warstw skóry. Odczyn ten trwa ok. 9 dni, a gojenie się skóry trwa dodatkowo ok. 10 dni. Na ogół pozostawia gładką bliznę.

Promieniowanie ultrafioletowe działa przeciwkrzywiczo, podnosząc
w ustroju poziom wapnia, fosforu i witaminy D, bakteriobójczo, przyspieszają gojenie się ran, podnoszą odporność nieswoistą na różne czynniki zakaźne, wzmacniają układ nerwowy i narząd krwiotwórczy.

Bezsporne jest także działanie destrukcyjne promieni UV. Są to przede wszystkim zmiany struktury kwasów nukleinowych (DNA) w jądrach komórek, czego wynikiem są mutacje, a na tym podłożu kancerogeneza oraz zmiana struktury białek, co prowadzi do inaktywacji niektórych enzymów itp..

Promienie UVA to 95% z całego zakresu promieniowania ultrafioletowego docierającego do Ziemi. Działają one około 1000 razy słabiej na skórę niż promienie UVB poza godzinami południowymi, zaś w godzinach południowych ich intensywność jest 100-krotnie większa od UVB. UVA przenika przez szkło okienne. Spośród wszystkich rodzajów promieni UV, UVA penetruje skórę najgłębiej, bo aż do warstwy podstawnej, (czyli rozrodczej) naskórka, gdzie powstaje barwnik skóry-melanina oraz w okolice naczyń krwionośnych. UVA wywołuje odczyn rumieniowy skóry jedynie w dużych dawkach. Jest też odpowiedzialne za natychmiastową (bezpośrednią) lub szybką (15-30min) pigmentację skóry, czyli ciemnienie wskutek utleniania melaniny już istniejącej w normalnie ukrwionej skórze. Fakt ten następuje po krótkim okresie utajenia bez uprzedniego wywołania rumienia. Aby pigmentacja skóry miała miejsce, potrzebny jest tlen, dlatego w przypadku miejscowego niedotlenienia skóry, np. wskutek ucisku, działanie promieni UVA nie powoduje opalenizny. Szczególną cechą promieni UVA jest wywoływanie fotodermatoz przy przyjmowaniu określonych leków. W związku z tym UVA są wykorzystywane w fototerapii metodą PUVA (psoralen+naświetlania UVA).

Promieniowanie UVB, nazywane też promieniami Dorno, nie przenika przez szkło okienne. Nawet w niewielkich dawkach wywołuje silny odczyn rumieniowy (uwalnia w skórze histaminę, rozszerzającą włosowate naczynia krwionośne), występujący po okresie utajenia (od 2 do 24 godzin od momentu naświetlania skóry) i zależny jest od dawki. Przedawkowanie promieni UVB powoduje oparzenia słoneczne. UVB wywołuje melanogenezę, czyli tworzenie melaniny przez melanocyty, czyli komórki barwnikowe. Po 2-3 dniach następuje zbrązowienie skóry wskutek powstania nowej melaniny, a także nowych melanocytów. Promienie UVB zapoczątkowują też syntezę witaminy D oraz powodują zgrubienie warstwy rogowej naskórka.

Promienie UVC nie docierają do powierzchni Ziemi, gdyż zostają rozproszone w jej warstwie ozonowej. Ozon ma zdolność pochłaniania promieniowania UV, emitowanego przez Słońce. Osłabia on olbrzymią energię promieniowania słonecznego w zakresie UV, zdolną do niszczenia organizmów żywych. Ponadto ozon, pochłaniając promieniowanie UV, zmienia warunki termiczne w atmosferze, co w pewnym stopniu decyduje o warunkach klimatycznych, panujących na Ziemi. Warstwa ozonowa znajduje się głównie w stratosferze, między 10 a 50 kilometrami od powierzchni Ziemi. Zwiększenie zainteresowania tą warstwą nastąpiło w latach 70-tych XX wieku, gdy stwierdzono niszczenie ozonu przez substancje emitowane do atmosfery przez przemysł (chłodniczy, komputerowy, kosmetyczny), zawierające chlor, freony i halony. Pierwiastki te, obojętne przy powierzchni Ziemi, w wysokich warstwach atmosfery, pod wpływem intensywnego promieniowania słonecznego, rozpadają się, niszcząc ozon. Skutkiem tego jest powstanie dziury ozonowej i przenikanie do powierzchni Ziemi większej ilości szkodliwych promieni UV.

Promienie UVC mają działanie silnie bakteriobójcze, dlatego są wykorzystywane w lampach służących do wyjaławiania pomieszczeń zabiegowych, sprzętu szpitalnego, wody w basenach kąpielowych itp.

BIOPOZYTYWNE EFEKTY DZIAŁANIA PROMIENI UV

Najistotniejszymi przejawami pozytywnego działania promieni ultrafioletowych są:

• synteza witaminy D3,

• wpływ na gospodarkę mineralną ustroju,

• wpływ na szpik kostny,

• wpływ na pracę gruczołów dokrewnych,

• zwiększenie wydolności organizmu,

• lepsze funkcjonowanie układu krążenia,

• wpływ na ośrodkowy i autonomiczny układ nerwowy,

• wzmacnianie własnych mechanizmów obronnych,

• osłabienie reakcji alergicznych skóry.

Pod wpływem promieni UVB z 7-dehydrocholesterolu, występującego
w warstwie podstawnej naskórka powstaje prowitamina, która po połączeniu
z transportową globuliną zostaje przeniesiona z krwią do wątroby, ulegając tam przekształceniu w kalcyferol. W nerkach zostaje on przekształcony w czynną witaminę D3-cholekalcyferol. W procesie tym bierze udział parathormon i hormon przytarczyc.

Niewielka dawka witaminy D3 (w ilości niezbędnej organizmowi) dostarczana jest z pożywieniem. Prof.dr Joachim Barth z Akademii Medycznej „Carl Gustav Carus” w Dreźnie twierdzi iż, „zaobserwowano(...), że liczba zachorowań na nowotwory jelita grubego i raka piersi u kobiet w różnych krajach zmniejsza się, im bardziej dany kraj jest położony na południe. Oznaczałoby to, że deficyt światła słonecznego w północnych regionach powoduje brak witaminy D, co z kolei ułatwia tworzenie się wspomnianych nowotworów. Podobnie można przypuszczać, że kulminacja występowania zawałów serca w północnych regionach w okresie zimowym wiąże się z niedostatecznym promieniowaniem UV i niedoborem witaminy D” .

Wytwarzana w skórze przez promienie UV witamina D3, przechodząc do układu krążenia, zwiększa przyswajanie wapna i fosforu z przewodu pokarmowego, jak również, utrzymując ich prawidłowy poziom we krwi- zabezpiecza kości przed odwapnieniem. Stąd ma uzasadnienie zastosowanie promieni UV w leczeniu krzywicy, źle zrastających się złamań oraz złamań samoistnych, gruźlicy kości, próchnicy, tężyczki i osteoporozy.

Promienie UV stymulują produkcje erytrocytów i hemoglobiny, okresowo zwiększają ilość płytek krwi. W licznych badaniach nad leczeniem promieniami UV anemii wtórnej, stwierdzono poprawę stanu krwi (wzrost ilości erytrocytów przy ich obniżonej liczbie).

Pod wpływem promieni UV zmniejszona zostaje produkcja hormonów stresu: adrenaliny i noradrenaliny. Po jednorazowym napromieniowaniu w zakresie progu rumieniowego dochodzi do wyraźnego obniżenia się poziomu obu hormonów. Skutkiem tego jest poprawa samopoczucia i stan odprężenia. Pod wpływem jednokrotnego naświetlania promieniami UV zwiększa się poziom hormonu kory nadnerczy - kortyzonu. Podwyższa się też we krwi poziom hormonów produkowanych przez tarczycę (m.in. tyrozyny). Promienie UV działają pobudzająco na przysadkę mózgową, jajniki i jądra.

Stwierdzono, że już jednorazowe naświetlanie promieniami UV zwiększa koncentrację tlenu w tkankach. Efekt ten jest spowodowany prawdopodobnie przez szybsze oddawanie tlenu przez erytrocyty.

Dzięki serii naświetlań promieniami UV można obniżyć tętno w stanie spoczynku i w stanie obciążenia oraz obniżyć skurczowe ciśnienie krwi, a także zmniejszyć koncentrację kwasu mlekowego we krwi .

Przy właściwym dawkowaniu obserwuje się korzystny wpływ na stan psychiczny (stan uspokojenia i relaksacji).

W wyniku licznych badań stwierdzono, iż profilaktyczne naświetlanie nawet niewielkimi dawkami promieniami UV zmniejszyło ilość przeziębień wśród poddanych tym naświetlaniom.

Stosując naświetlania ciągłe promieniami UV u pacjentów z przewlekłą egzemą chromatyczną, uzyskano znaczne osłabienie reakcji alergicznych skóry.

Wskazania do naświetlań promieniami UV

Ze względu na pozytywne działanie na organizm promienie UV stosuje się w następujących schorzeniach: chorobach uszu, nosa, gardła, przewlekłych zapaleniach oskrzeli, krzywicy, wszystkich anemiach z wyjątkiem złośliwych, trądziku pospolitym i różowatym, łysieniu plackowatym i łojotokowym, utrudnionym zroście kości, stanach po półpaścu, niedoczynności gruczołów wydzielania wewnętrznego, takich jak tarczyca czy jajniki, czyraczności, gruźlicy skóry, grzybicy skóry, owrzodzeniu żylakowatym podudzi, leczeniu łuszczycy i bielactwa nabytego metodą PUVA (psoralen+UVA).

Naświetlanie miejscowe promieniami UVB wspomaga leczenie zasadnicze w bólach mięśniowych, zapaleniach okołostawowych, przewlekłej egzemie oraz w dermatozach ze swędzeniem skóry. Naświetlanie ogólne ciała promieniami UVA wspomaga leczenie bielactwa, trądziku i sklerodermii oraz jako metoda PUVA w leczeniu łuszczycy (8-metoksypsoralen + UVA).

Celowe i pożądane jest też korzystanie z naświetlań promieniami UV przez ludzi, którym praca zawodowa znaczne ogranicza korzystanie z naturalnego źródła promieniowania UV, czyli słońca, np. przez górników.

NEGATYWNE EFEKTY DZIAŁANIA PROMIENI UV

Nie ulega wątpliwości, że oprócz swego pozytywnego działania, promienie UV powodują szereg negatywnych skutków.

Promieniowanie UV, zarówno naturalne, jak i z lamp stosowanych
w solariach, wysusza skórę, powodując jej rogowacenie, szorstkość oraz przyspieszenie procesów starzenia (fotostarzenie). Warstwa rogowa naskórka filtruje, rozprasza i pochłania (absorbuje) promienie UV. Im jest ona grubsza tym większa absorpcja. Zgrubienie warstwy rogowej (akantoza) jest spowodowane wyłącznie promieniami UVB. W warstwie podstawnej naskórka następuje wzmożony i przyspieszony podział komórek, wynikiem czego jest ich nagromadzenie w warstwie ziarnistej i nadmierne rogowacenie naskórka, czyli hiperkeratoza. Absorbowane przez skórę promienie UV zamieniane są w energię cieplną. W wyniku silniejszego wydzielania potu następuje zwiększona utrata wody przez skórę. Warstwa rogowa naskórka, rozmiękczona przez pot, umożliwia większą penetrację promieni UV w głąb skóry, oraz wzmożone parowanie z jej niższych warstw .

Promienie UV są najbardziej istotnym czynnikiem egzogennym (zewnątrzpochodnym), powodującym starzenie się skóry. Zmiany zachodzą w obrębie skóry właściwej i naskórka i są określane mianem fotostarzenia (ang. photoaging). Objawy fotostarzenia obejmują zmarszczki, rozszerzone naczynia krwionośne, przebarwienia, bruzdy czy elastozę. Szczególną rolę odgrywają tu promienie UVA. Ze względu na zakres promieniowania, wnikają one aż do skóry właściwej, powodując degradację włókien kolagenowych i nagromadzenie się mas elastynopodobnych tzw. elastozę. Jej wykładnikiem klinicznym są zmarszczki. W naskórku uwalniane są cytokiny, takie jak: TNF alfa, interleukina 1 czy TGF beta.

Pod wpływem promieni UV (głównie UVB), powstaje zaczerwienienie skóry, nazywane fotochemicznym odczynem rumieniowym. Pojawia się po pewnym okresie utajenia, który wynosi od 2 do 6, a nawet 24 godzin od momentu naświetlania skóry. Okres utajenia jest tym krótszy, im większe było natężenie i dłuższy czas promieniowania. Rumień jest stanem zapalnym skóry. Jego intensywność zależy od wrażliwości skóry, czasu naświetlania, długości fali promieniowania. Po ustąpieniu rumienia naskórek łuszczy się. Wrażliwość skóry uzależniona jest od jej odcienia i barwy. Wrażliwsze są osoby o włosach jasnych, rudych i jasnej karnacji oraz albinosi. U osób tych występuje bardzo intensywny rumień, natomiast pigmentacja skóry jest bardzo niewielka, lub nie występuje wcale. Rumień ten znika po 2- 3 dniach. W ciągu życia wrażliwość człowieka na promieniowanie UV zmienia się. W wieku dziecięcym jest większa i zmniejsza się po 50 roku życia.

Przedawkowanie sztucznie wytworzonego promieniowania UV lub też naturalnego światła słonecznego powoduje wystąpienie objawów miejscowych i ogólnych. Objawy miejscowe to rumień i obrzęk oraz pęcherze (w najcięższych przypadkach martwica tkanek). Towarzyszy im piekący ból i uczucie rozpierania. Są to objawy dla oparzeń II i III stopnia. Objawy ogólne to stan podgorączkowy lub gorączka, dreszcze, nudności, niepokój. Obraz kliniczny oparzenia pojawia się po 3- 4 godzinach od naświetlania. Należy nadmienić, że kolejne uszkodzenia naskórka i skóry sumują się nadwyrężając mechanizmy obronne i regeneracyjne skóry.

Oparzenia skóry w solarium są nieprzyjemne i niebezpieczne. Zdarzają się one w mało profesjonalnych salonach, gdzie personel nie potrafi dobrać czasu ekspozycji do typu skóry klienta. Winowajcą jest tu także bardzo nowoczesny sprzęt wykorzystywany w solariach. Mocne lampy o dużej zawartości UVB (przy wzmocnieniu lamp skierowanych na twarz, ramiona i nogi), dają ogromną dawkę tych promieni. Wyższe odczynniki UVB w lampach solaryjnych zwiększają ryzyko oparzenia.

Fotodermatozy to schorzenia skóry, w których występuje nadwrażliwość na promieniowanie UV. Wyróżnia się odczyny fototoksyczne i odczyny fotoalergiczne.

Odczyny fototoksyczne są skutkiem jednoczesnego działania promieni UV (głównie UVA) i substancji światłouczulających (fotosensybilizatorów, czyli fotouczulaczy, które zwiększają wrażliwość organizmu na działanie promieni UV), występujących w skórze lub we krwi osoby naświetlanej. Należą do nich: salicylany, sulfonamidy, tetracykliny, barbiturany, leki hormonalne (hormonalna antykoncepcja), leki przeciwgruźlicze, leki przeciwcukrzycowe, neuroleptyki, leki przeciwwymiotne (pochodne fenotiazyny), niesteroidowe środki przeciwzapalne i przeciwbólowe, leki przeciwreumatyczne, barwniki (chinony, eozyna, błękit metylowy, róż bengalski), psoraleny, niektóre substancje zapachowe, w tym olejki etyryczne (np. bergapten- psoralen zawarty w olejku bergamotowym), słodziki (cyklamat), pochodne smoły węglowej (antracen, fenantren), furokumaryny zawarte w niektórych warzywach np.: w marchwi, pietruszce, owocach cytrusowych oraz w trawie, preparaty dziurawca, środki przeciwbakteryjne w mydłach, dezodorantach, środki promieniochronne (np.oxybenzon).

Substancje fototoksyczne mogą mieć też bezpośredni kontakt ze skórą. Odczyny fototoksyczne mogą wystąpić po kontakcie z takimi roślinami, jak: koper, seler, pasternak, dziurawiec, ruta, arcydzięgiel czy barszcz zwyczajny. Rośliny te zawierają psoraleny (furokumaryny), wywołujące zmiany po ekspozycji skóry na działanie promieni UV (phytophotodermatitis). Na skórze pojawia się stan zapalny, a po nim długo utrzymujące się przebarwienia w kształcie liści, gałązek roślin, które miały kontakt ze skórą.

Przebarwienia fototoksyczne wywołane kontaktem skóry z perfumami nazywamy berloque dermatitis. Są koloru ciemnobrunatnego i pojawiają się na bocznych powierzchniach szyi, na dekolcie czy policzkach. Mają układ smug (tak, jak perfumy spływają po szyi). Nie występuje tu stan zapalny, natomiast przebarwienia są trudne do usunięcia ze względu na zwiększenie ilości aktywnych melanocytów.

Ostuda (chloasma) jest przykładem odczynu fototoksycznego u kobiet przyjmujących leki hormonalne, hormonalne środki antykoncepcyjne, mających zaburzenia endokrynologiczne (choroby jajników, nadczynność tarczycy), będących w ciąży oraz u ludzi ze schorzeniami wątroby i ze skłonnością genetyczną. Zmiany występują zazwyczaj symetrycznie na policzkach, nad górną wargą i na czole.

Odczyny fotoalergiczne występują tylko u niektórych osób po kontakcie miejscowym lub po doustnym podaniu substancji światłouczulających. Zmiany skórne, w przeciwieństwie do odczynów fototoksycznych, nie są ściśle ograniczone do okolic wystawionych na działanie promieni UV. Nie pozostawiają przebarwień. Reakcja alergiczna, przypominająca wyprysk, występuje najczęściej po 7- 21 dniach. Korzystając z solarium często zapomina się o możliwości powstania odczynów fototoksycznych i fotoalergicznych.

Promienie UV powodują zmiany struktury kwasów nukleinowych w jądrach komórek skóry, a tym samym modyfikują kod genetyczny, co jest przyczyną mutacji. Te zaś prowadzą do kancerogenezy (powstawania nowotworów skóry). Promienie UV zmieniają strukturę białek (rozkładając aminokwasy), co prowadzi do unieczynnienia niektórych enzymów i aktywacji enzymów destrukcyjnych.

Działanie promieni UV skutkuje powstawaniem wolnych rodników, które utleniają lipidy błon komórkowych skóry, uszkadzając białka strukturalne
i enzymatyczne. Są też jednym z czynników indukujących rozwój nowotworów złośliwych skóry.

Promieniowanie UV powoduje powstawanie w skórze nadwodorotlenków sterydowych, zaliczanych do silnie działających związków rakotwórczych. Powstawanie nowotworów skóry w dużej mierze dotyczy osób poddających się nadmiernej ekspozycji na działanie UV- także w solariach- oraz osób z pewnych grup zawodowych, narażonych na ustawiczną ekspozycję z racji zawodu.

Promienie UV w przypadku niedostatecznej ochrony oczu mogą wywołać zapalenie spojówek, zmiany w siatkówce oraz w częściach przyziernych oka. Najczęściej występuje łzawienie, przekrwienie, swędzenie gałki ocznej oraz światłowstręt. Silne, powtarzające się naświetlanie może prowadzić do zaćmy. Promienie UV są przyczyną zwyrodnienia siatkówki o podłożu genetycznym. Występujące wówczas barwnikowe zwyrodnienie siatkówki prowadzi do ślepoty.

Przeciwwskazania do naświetlania promieniami UV

Poddając skórę działaniu promieni UV, należy liczyć się nie tylko ze skutkami ubocznymi ich działania, ale także mieć na uwadze szereg przeciwwskazań: nowotwory, zaawansowana miażdżyca, stany gorączkowe, nadczynność tarczycy, padaczka, nadciśnienie, choroby zakaźne, kolagenozy, cukrzyca, choroby psychiczne przebiegające z nadmierną pobudliwością, gruźlica, przewlekłe zapalenie wątroby, przewlekłe zapalenie nerek, zapalenie tętnic, niewydolność krążenia, podeszły wiek, nadwrażliwość skóry na promienie UV, ciąża.

LASEROTERAPIA

L i g h t

A m p l i f i c a t i o n by

S t i m u l a t e d

E m i s s i o n of

R a d i o a t i o n

Wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania

Laseroterapia - stosunkowa młoda metoda leczenia, samodzielnie lub jako komponent kompleksowego leczenia włączony we wszystkie działy medycyny.

Medycyna laserowa: rozdział nauki medycznej, studiującej i stosującej w celach leczniczo-profilaktycznych i diagnostycznych promieniowanie laserowe o określonych parametrach.

Medycyna: wewnątrznarządowa, wewnątrznaczyniowa, napromieniowanie krwi, wewnątrztkankowa.

Chirurgia laserowa: lasery wysokoenergetyczne w celu koagulacji i cięcia tkanek

Terapia i diagnostyka laserowa: lasery niskoenergetyczne

Fizjoterapia: biostymulacja laserowa (przezskórna)

Strefy działania:

• Miejscowe

• Refleksogenne

• Punkty akupunktury

• Systemy mikroaakupunktury

LASER - urządzenie do generacji lub zwiększania promieniowania elektromagnetycznego skali optycznej. Praca laserów opiera się na zjawisku stymulowanego (przymusowego) promieniowania, wykrytego przez Einsteina w 1916 roku. Doszedł on do wniosku, że pobudzone atomy w czasie współdziałania z promieniowaniem elektromagnetycznym mogą wysyłać fotony nie tylko spontanicznie, ale i planowo, zwiększając strumień świetlny. W laserze promieniowanie ma zamierzony (planowy lub wymuszony) charakter. Generacja fotonów odbywa się zgodnie w kierunku i wg fazy. Zasadniczy schemat lasera obejmuje substancje aktywne, w których określona ilość atomów znajduje się w stanie pobudzonym; system napompowania w celu dania energii do strefy aktywnej oraz system rezonansowy.

Rezonator optyczny składa się z dwóch luster, z których jedno jest półprzeźroczyste. System rezonansowy służy do wielokrotnego przepływu fotonów w środowisku aktywnym i ich zderzania z pobudzonymi atomami, co doprowadza do wymuszonej emisji nowych fotonów. Ich strumień lawinowo narasta i wychodzi przez półprzeźroczyste lustro w postaci monochromatycznego koherentnego światła.

Promieniowanie laserowe - promieniowanie elektromagnetyczne skali optycznej posiada właściwości:

• Koherentność (uporządkowana, stała faza fotonów)

• Monochromatyczność (zbiór fal o jednej określonej długości)

• Polaryzacja i ukierunkowanie, co pozwala stworzyć duża koncentrację energii

• Bardzo mała rozbieżność (skolimowanie)

Substancje aktywne - stanowią podstawową część źródła promieniowania. Atomy substancji aktywnych posiadają określone poziomy energii i możliwości uporządkowanego wytwarzania fotonów. Znane jest około 100 substancji aktywnych. Wśród nich wyróżnia się:

Twarde (rubin syntetyczny, kryształ, szkło barytowe z domieszką neodymu)

Gazowe (hel, neon, ksenon, krypton, azot, dwutlenek węgla, tlen i ich rózne mieszanki)

Płynne (dielektryki płynne, aktywowane elementami rzadko występującymi, roztwory barwników organicznych)

Półprzewodnikowe (arsenek galu, seleno-ołowiowy i inne)

RODZAJE LASERÓW

Lasery diagnostyczne - do diagnostyki stanu organizmu.

Lasery terapeutyczne - do terapii schorzeń, dzielą się na stymulacyjne i chirurgiczne.

Lasery stymulacyjne i diagnostyczne są to lasery małej mocy.

Podział laserów według stanu skupienia i rodzaju substancji czynnej lub materiału aktywnego lasera.

1. Lasery gazowe: molekularny CO₂, atomowy He-Ne, jonowe Ar (argonowy) i Kr (kryptonowy).

2. Lasery cieczowe (w terapii hematoporfirynowej): barwnikowe, chelatowe.

3. Lasery stałe:

1. krystaliczne (z domieszkami jonów metali lub pierwiastków ziem rzadkich) itrowo-aluminiowe YAG,

2. półprzewodnikowe: ośrodek czynny stanowi złącze półprzewodnikowe (dioda).

Podział ze względu na moc lasera:

1. małej mocy, „zimne”

2. energetyczne

Biostymulacja laserowa: lasery gazowe i półprzewodnikowe:

• miękki (soft), helowo-neonowe, promieniowanie czerwone, długość fali 632 nm, niskoenergetyczny, praca ciągła, moc średnia rzadko powyżej 100mW

• średnioenergetyczne (mid), promieniowanie podczerwone, długość fali ok. 900 nm, półprzewodnikowe, moc od jednostek do dziesiątek wat, promieniowanie impulsowe.

Najbardziej „twarde” jest promieniowanie ultrafioletowe, najbardziej „miękkie” podczerwone. Im krótsza fala tym większa moc energetyczna fotonów (kwantów), tj. naświetlanie jest bardziej twarde. Promieniowanie laserowe z zakresu ultrafioletu może zakłócać silne wewnątrz-molekularne więzi, co zawęża jego skalę terapeutyczną. Przy dużych dawkach najmocniej działa na kwasy nukleinowe, enzymatyczną aktywność białek w wyniku czego możliwe są mutacje i zanik komórek. Trudna do określenia jest granica między działaniem aktywizującym a hamującym i szkodliwym. Bardzo szeroka jest możliwość wykorzystania terapeutycznego promieniowania laserowego czerwonego i podczerwonego, u podstaw którego leży możliwość aktywacji enzymów, które dają odzew na zupełnie słabe działanie energetyczne.

Jest to kluczowe ogniwo w biostymulującym efekcie laseroterapii.

EFEKTY DZIAŁANIA WIĄZKI LASEROWEJ

1. Fototermiczne - koagulacja lub odparowanie tkanki absorbującej światło. Impulsy laserowe o czasie trwania ok. 0.5 ms lub dłuższe.

2. Fotodynamiczne - „mikrowybuch” tkanki po wpływem krótkich, intensywnych impulsów laserowych o czasie krótszym od 0.2 ms.

3. Fotochemiczne - bezpośrednie rozrywanie wiązań chemicznych lub reakcje chemiczne ze związkami wcześniej wprowadzonymi do tkanek (metoda PDT).

4. Biostymulacja laserowa - stymulacja aktywności komórkowej tkanki pod wpływem wiązki laserowej o bardzo małej mocy (LLLT).

5. Selektywna fototermoliza - zastosowanie wiązki laserowej o takiej długości fali i takim czasie trwania, które maksymalnie podgrzeją wybrana tkankę przy najmniejszych zniszczeniach tkanek otaczających.

BIOSTYMUACJA LASEROWA

Terapia laserem niskoenergetycznym o małej gęstości mocy w tkance P<200mW/cm² , będąca elementem światłolecznictwa.

Zmiana aktywności komórek i tkanek pod wpływem naświetlania słabą wiązką laserową o długości fali od 600 do 1100 nm.

Przyrost temperatury tkanek naświetlanych jest mniejszy od 1°C.

Prawo Arndta-Shultza: słabe i umiarkowane bodźce pobudzają aktywność fizjologiczną, silne opóźniają, bardzo silne hamują.

Na poziomie subkomórkowym:

• Aktywowanie składników łańcucha oddechowego (np. oksydazy cytochromowej, atepazy)

• Przyspieszanie reakcji utleniania i redukcji w mitochondriach i cytoplazmie

• Wzrost przepuszczalności błony komórkowej (pompa sodowa - potasowa)

• Poprzez zwiększenie fosforylacji oksydatowej białek komórkowych zwiększa się synteza DNA i RNA, co w efekcie powoduje zwiększenie produkcji białka (enzymów, hormonów, mediatorów międzykomórkowych, kolagenu).

Na poziomie komórkowym (zmiana ładunku pola elektrycznego komórki, zmiana jej potencjału, zwiększenie aktywności rozrodczej) i tkankowym (zmiana ph płynu międzykomórkowego, aktywności morfofunkcyjnej i mikroobiegu)

Osteoklasty: stymulacja lizy kości w miejscach uszkodzenia (np. na granicy jej złamania), co jest przygotowaniem do dalszego działania osteoblastów.

Osteoblasty: stymulacja produkcji tkanki kostnej, czyli regeneracji np. w miejscu złamania lub w osteoporozie. Przyspieszenie czynności makrofagów i zwiększenie ich czynności żernych, wzrost produkcji cytokinin i prostoglandyn, poprawa czynności mikrokrążenia i neoangiogenezy.

Komórki krwi: uwalnianie histaminy z granulocytów, serotoniny z płytek krwi, ułatwianie fagocytozy, zwiększenie produkcji kolagenu z fibroblastów.

Komórki nerwowe: zahamowanie degeneracji Wallera neurytów i przyspieszenie ich regeneracji, zmniejszenie obrzęku neuronów, zmniejszenie cech stanu zapalnego, co w efekcie daje normalizację przewodnictwa nerwowego.

Czynniki ograniczające wnikanie światła w skórę: opalenizna, zwiększona warstwa tłuszczu, filtry optyczne w kosmetykach.

Czynniki zwiększające wnikanie światła w skórę: bardzo jasna karnacja, ucisk aplikatora, większa średnica wiązki.

Niezbędne warunki powodzenia biostymulacji laserowej: prawidłowe rozpoznanie, zastosowanie lasera o odpowiedniej długości fali, wybór właściwego miejsca naświetlania, sposób naświetlania, aplikacja odpowiedniej dawki energii, właściwy dobór serii zabiegów.

KLUCZOWE OGNIWA W BIOSTYMULUJACYM EFEKCIE TERAPEUTYCZNYM LASEROTERAPII

1. Aktywacja enzymów→zwiększenie bioenergetycznych i biosyntetycznych procesów w komórkach→wzrost poziomu ATP. Zwiększa się ilość węglowodanów, białek, kwasów nukleinowych. Procesy regeneracji najwyraźniej widoczne są w tkance kostnej, łącznej, nabłonkowej, mięśniowej, nerwowej.

2. Stymulacja hematopoezy→zwiększenie liczby elementów morfologicznych krwi, zmian aktywności czynników krzepnięcia krwi, obniżenie OB.

3. Aktywacja systemu odpornościowego.

4. Stymulacja mikrokrążenia.

Najbardziej widoczne efekty kliniczne powstają przy napromieniowaniu miejscowym. Powstają następujące reakcje:

• Regeneracyjne

• Odpornościowo -stymulujące

• Przeciwzapalne

• Odczulające

• Polepszające mikrokrążenie

• Przeciwobrzękowe

• Kojące ból

DOBÓR PARAMETRÓW W TERAPII LASEROWEJ

Na efekt leczenia ma wpływ długość fali elektromagnetycznej, gdyż od niej zależy głębokość przenikania przez skórę niskoenergetycznego promieniowania laserowego. Dla promieniowania czerwonego wynosi ona do 20-30 mm. Największa zdolność przenikania odpowiada bliższej podczerwieni - przy długości fali 850 nm wynosi do 70mm. W stosowaniu dalszej podczerwieni następuje obniżenie przenikania do 30mm. Wyjaśnia się to poprzez absorpcje promieniowania elektromagnetycznego przez wodę zawartą w powierzchniowych warstwach skóry. Ochłodzenie pola oddziaływania obniża znacznie współczynnik odbicia (średnio o 15%). Tylko pochłonięta część promieniowania wykazuje działanie biologiczne. Wiązkę promieniowania generowaną przez urządzenie laserowe można scharakteryzować następującymi wielkościami fizycznymi:

• Moc wiązki, moc promieniowania laserowego (ilość kwantów emitowana przez źródło promieniowania w jednostce czasu na sekundę) mierzona w watach (W) P=E/t

• Gęstość mocy - moc padająca na cm² I=P/S [W/ cm² ]

• Moc średnia (dotyczy źródeł impulsowych) P_śr = P_szcz x t_imp x f

• Energia promieniowania E = P_śr x t_zab

Wg niektórych badaczy częstotliwość impulsów ma wpływ nie tylko na ilość energii przekazywanej tkankom w danej jednostce czasu, lecz daje również wymierny efekt kliniczny tzn. niższe częstotliwości wpływają na lepszy efekt przeciwbólowy, wyższe na lepszy efekt przeciwzapalny i stymulują procesy regeneracji. Na strefy miejscowe (rejon uszkodzonych tkanek) należy oddziaływać promieniowaniem o wysokiej częstotliwości (od setek do tysięcy herców), a na dalsze punkty akupunktury - częstotliwościami mniejszymi (od 1 Hz do 100Hz). Wysokie częstotliwości nie są odbierane przez systemy południków jako częstotliwe wahania. Dla lokalnego stosowania zaleca się określone częstotliwości dla różnych części ciała (Praktyczne zastosowanie laseroterapii i laseropunktury w medycynie, Samosiuk, Łyseniuk, Olszewska). Wg badaczy rosyjskich są to optymalne parametry podczas leczenia większości chorób, szczególnie z przebiegiem chronicznym. Impulsowe oddziaływanie laserowe z mniejszą ogólną dawką wykazuje taki sam terapeutyczny wpływ, co ciągłe w większej dawce. Czas oddziaływania promieniowania laserowego z częstotliwością lub bez dla identycznych laserów będzie jednakowe ze względu na szczególną kompensację: mniej energii podaje się podczas stymulacji impulsowej, lecz stosunkowo lepiej jest przyswajana przy promieniowaniu ciągłym.

„Przedział nasycenia” tkanek biologicznych promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali 632.8nm (czerwona część widma, moc fotonu 2.0eV) stanowi około 5J/cm². W przypadku dawek wyższych 10J/cm² obserwuje się działanie hamujące, a w granicy 30J/cm² działanie szkodliwe. Dla promieniowania podczerwonego wchłonięte dawki promieniowania powodujące hamujące i szkodliwe efekty są przesunięte w stronę dużych wielkości, co uwarunkowane jest bardziej niską mocą fotonów (1.4 eV).

Sposób leczenia należy indywidualizować w zależności od :

• Stanu zaawansowania schorzenia

• Indywidualnej reaktywności chorego na światło

• Wieku

• Koloru skóry

• Typu schorzenia

• Głębokości tkanek docelowych

• Przebiegu choroby i ewolucji objawów

• Typu i stopnia uszkodzenia

Światło lasera można aplikować w następujący sposób:

• Bezkontaktowo (skaner lub sonda prysznicowa)

• Kontaktowo bez ucisku

• Kontaktowo z uciskiem

• Kontaktowo z modulowanym uciskiem

Dla zabezpieczenia biostymulującego efektu dawka promieniowania powinna wynosić od 0.01 - 10 J/cm² .

KLASA BEZPIECZEŃSTWA URZĄDZEŃ LASEROWYCH

Klasa 1: lasery całkowicie bezpieczne

Klasa 2: lasery generujące w zakresie widzialnym (400-700nm), ochronę oczu zapewnia odruch zamykania w skutek oślepienia.

Klasa 3A: lasery niebezpieczne dla oczu w przypadku patrzenia bezpośrednio na wiązkę przez przyrządy optyczne.

Klasa 3B: lasery niebezpieczne dla oczu w każdym przypadku patrzenia bezpośrednio na wiązkę laserową lub jej odbicie zwierciadlane.

Klasa 4: lasery niebezpieczne dla oczu i skóry, zarówno w przypadku promieniowania bezpośredniego, jak i rozproszonego.

Zasady bezpieczeństwa przy użytkowaniu urządzeń emitujących promieniowanie laserowe regulowane jest przez Polską Normę (PN-91/T-06700) ustanowioną przez Polski Komitet Normalizacji Miar i Jakości i obowiązującą od 1.07.1992 roku. Lasery biostymulacyjne mieszczą się w klasach od 1 do 3B. Środki bezpieczeństwa podczas stosowania laserów klasy 3B:

• Pacjent i terapeuta musi mieć założone specjalne okulary ochronne

• Pomieszczenie musi być specjalnie oznakowane

• Dostęp do urządzeń tylko przez osoby upoważnione i przeszkolone

• Niedopuszczalne jest skierowanie skolimowanej wiązki światła laserowego w stronę twarzy osoby nie zaopatrzonej w okulary

• Nie wolno zastawić uruchomionego lasera bez nadzoru osoby uprawnionej.

Wymagania i zalecenia dla użytkownika laserowych urządzeń medycznych

Klasa urządzenia laserowego	1	2	3A	3B	4
Ochrona oczu			@	@	@
Osłonięcie toru wiązki laserowej			@	@	@
Unikanie odbić zwierciadlanych				@	@
Oznakowanie pomieszczenia				@	@
Szkolenie w zakresie bezpiecznej pracy z laserami			@	@	@

WSKAZANIA

Choroby narządu ruchu, neurologia, urologia, otolaryngologia, pulmunologia, w chorobach układu sercowo-naczyniowego, angiologia, choroby układu trawiennego, proktologia, oparzenia, stomatologia, ginekologia i położnictwa, nałogi, otyłość.

PRZECIWWSKAZANIA

Rozrusznik, ciąża (I trysemestr), nowotwory (do 5 lat po usunięciu zmian), ogólne choroby bakteryjne, okolice oczu, choroby z gorączką, padaczka, uczulenie na światło.

103

---