Ultrasonografia.

Podstawą działania ultrasonografów jest zjawisko echa powstające przy częściowym odbijaniu się ultradźwięków od powierzchni granicznych pomiędzy kolejnymi tkankami.

R=

W obrazowaniu ultrasonograficznym wykorzystuje się wiązkę odbitą od granicy dwóch ośrodków czyli tzw. echo.

Wielkościami bezpośrednio mierzonymi są czas powrotu i natężenie echa.

Rozdzielczość obrazu USG.

• Najmniejsze dostrzegalne obrazy mają wielkość rzędu długości fali

• Ultrasonografy diagnostyczne pracują na częstotliwościach 1-15 MHz co pozwala otrzymać rozdzielczość ok.0,1 mm.

Działanie ultradźwięków na organizm

• Miejscowe (pierwotne)- bezpośrednie zmiany fizyczne

• Ogólne (wtórne)- reakcja organów i tkanek na oddziaływanie pierwotne

Zmiany miejscowe (pierwotne)

Występują w momencie nadźwiękawiania, związane są bezpośrednio z działaniem energii ultradźwięków.

• Mechaniczne

• Cieplne

• Fizykochemiczne

• Zapoczątkowanie transportu konwekcyjnego

Działanie termiczne

Pochłanianie ultradźwięków powoduje zrost temperatury pochłaniającego ośrodka.

W materiałach o dużym współczynniku absorpcji (np. kości) efekt termiczny jest znacznie silniejszy niż w takich, które mają niski współczynnik absorpcji (np. mięśnie).

Działanie mechaniczne ultradźwięków

• Powstawanie sił i momentów skręcających

• Kawitacja

Kawitacja

Kawitacja jest to zjawisko powstawania, dynamicznego rozwoju i zaniku pęcherzy parowo-gazowych w cieczach, wywołane lokalnymi zmianami ciśnienia przy stałej temperaturze.

W tkankach kawitacja występuje przy ciśnieniach powyżej 10 MPa.

Działanie fizykochemiczne

• Przyspieszenie rozpadu białek

• Przemianę żelu w zol

• Zwiększenie przewodności elektrycznej

• Powodują rozpad różnych cząsteczek

• Zwiększają dyfuzje przez błony półprzepuszczalne

• Przyśpieszają niektóre reakcje chemiczne

Zmiany ogólne (wtórne)

W działaniu leczniczym ultradźwięków wykorzystujemy:

• Zmiany przewodnictwa nerwowego

• Przyspieszenie regeneracji

• Wpływ na enzymy ustrojowe

• Rozszerzenie naczyń krwionośnych

• Przyspieszenie wchłaniania tkankowego

• Działanie przeciwbólowe

Biologiczne efekty działania ultradźwięków

1. Działanie na komórki:

• małe i średnie natężenie powodują krążenie cytoplazmy, zwiększenie przepuszczalności błony komórkowej, tworzenie wakuoli

• duże natężenia prowadzą do deformacji jąder, przerwania błony komórkowej, fragmentacji komórek.

2. Działanie na transport przez błony:

• Zmiana grubości warstwy dyfuzyjnej oraz zwiększenie gradientu stężenia granicy ośrodków wpływają na zachowanie się komórki

• Zwiększa się synteza białek

• Zmienia się aktywność lokomocyjna niektórych komórek

Zastosowanie medyczne

• Diagnostyka- ultradźwięki o wysokiej częstotliwości (3-10 MHz)

• Stomatologia- ultradźwięki o niskiej częstotliwości

• Terapia nowotworów- zogniskowane wiązki o dużym natężeniu

• W chirurgii

• Przy usuwaniu tkanki tłuszczowej

• Transdermalne podawanie leków- sonoforeza

Sonoforeza

• Zabieg polegający na wprowadzeniu leków przy udziale ultradźwięków

• Ogrzanie ultradźwiękami podnosi energię kinetyczną cząsteczek leku oraz cząsteczek błony komórkowej

• Działa rozszerzająco na drogi przenikania takie jak mieszki włosowe, gruczoły potowe

• Zwiększają ukrwienie w miejscu działania

Zastosowanie w fizjoterapii

W lecznictwie stosowane są ultradźwięki o częstotliwościach: 800, 1000, 2400 kHz.

Efekty terapeutyczne zależą od mocy akustycznej czyli energii emitowanej przez jednostkę powierzchni przetwornika.

Wybrane wskazania

• Zespoły bólowe w chorobie zwyrodnieniowej kręgosłupa

• Neuralgie

• Bóle po amputacyjne

• Szczękościsk

• Blizny

Przeciwwskazania

• Nowotwory

• Ciąża

• Czynna gruźlica

• Ostre procesy zapalne

• Implanty

Wpływ ciśnienia i przyspieszeń na organizm ludzki

Wpływ ciśnienia

1. Wpływ obniżonego ciśnienia (hipobarii)

2. Wpływ podwyższonego ciśnienia (hiperbarii)

Wpływ obniżonego ciśnienia

p= p₀*e^-α*h α=g*

ρ₀- gęstość powietrza na poziomie morza

p₀- ciśnienie powietrza na poziomie morza

g- przyspieszenie ziemskie

α=1,16*10^-4m^-1 przy t=20ºC

Efekty mechaniczne

• Efekty wynikające z prawa Boyle'a i Mariotte'a

• Efekty wynikające z prawa Henry'ego

• Efekty wynikające ze zmiany temperatury wrzenia

Efekty wynikające z prawa Boyle'a i Mariotte'a

p*V= const

1. Niewielkie spadki ciśnienia są przyczyną nieprzyjemnych odczuć ze strony:

• Przewodu pokarmowego

• Ucha środkowego

• Ubytków zębowych

2. Nagły, duży spadek ciśnienia może uszkodzić tkankę płucną

Efekty wynikające z prawa Henry'ego

c=α*p

W danej objętości cieczy, przy stałej temperaturze liczba moli gazu rozpuszczonego jest proporcjonalna do jego ciśnienia parcjalnego nad cieczą.

• Spada ilość tlenu związanego z hemoglobiną i dostarczanego tkankom- niedotlenienie

• Zaburzenia krążenia- część rozpuszczonego gazu wydziela się z roztworu w formie pęcherzyków czopując małe naczynia krwionośne.

Efekty chemiczne

Ciśnienie parcjalne tlenu przy ciśnieniu atmosferycznym 1 atm.

Efekty chemiczne

Niedotlenienie: zmiana ciśnienia zmiana powinowactwa tlenu do hemoglobiny zmiana zawartości tlenu we krwi

Niedotlenienie

Rodzaj i rozległość objawów zależy od:

2. Wysokości

3. Szybkości osiągania wysokości

4. Czasu pobytu na wysokości

5. Aktywności fizycznej

6. Aklimatyzacji

Reakcje organizmu:

• Zwiększenie wentylacji płucnej

• Przyspieszenie akcji serca

• Wzrost liczby erytrocytów i hemoglobiny

Bardzo silne niedotlenienie może prowadzić do śmierci, u osób niezaadaptowanych występuje powyżej 7000m.

Ciśnienie atmosferyczne- 1atm.

10 m - 1 atm.

Efekty chemiczne

Zakłócenie równowagi między środowiskiem gazowym i tkankami ustroju.

• Zatrucie tlenem

• Zatrucie azotem

• Zatrucie CO₂

Zatrucie tlenem

• Porażenie dróg oddechowych i tkanki płucnej

• Uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego:

• Konwulsje

• Krwotok do ucha wewnętrznego

• Uszkodzenia oka:

• Pogorszenie ostrości widzenia

• Upośledzenia zdolności rozpoznawania barw

Zatrucie CO₂

Objawy to:

• Bóle głowy

• Trudności oddechowe

• Ogólne zmęczenie

• Zawroty głowy

• Nudności

• Zaburzenia psychiczne

Zatrucie azotem

Wzrost ciśnienia powoduje zwiększenie nasycenia azotem tkanki nerwowej, prowadząc do powstania:

• Halucynacji wzrokowych i słuchowych

• Euforii

• Zaniku poczucia czasu

• Obniżenia zdolności umysłowych i fizycznych

Dekompresja

Zbyt szybki powrót na powierzchnię powoduje, wynikające z dekompresji, uwalnianie gazów z płynów ustrojowych.

Występują zaburzenia zwane chorobą dekompresyjną lub kesonową.

Postać ostra choroby kesonowej

Objawy:

• Bóle stawów

• Niewydolność oddechowa i krążeniowa

• Zaburzenia czucia

• Utrata przytomności

Postać przewlekłej choroby kesonowej

• Dysbaryczna martwica kości spowodowana zablokowaniem odżywiających kości naczyń

Lecznicze zastosowanie hiberbarii:

• W celu zmniejszenia i usuwania pooperacyjnych zatorów powietrznych

• Przy leczeniu zgorzeli gazowej

• Przy leczeniu zatrucia CO₂

• Przy leczeniu uszkodzenia tkanek przez radioterapię

Czynniki wpływające na skutki przyspieszeń

• Wartość przyspieszenia

• Czas trwania

• Kierunek i zwrot

• Szybkość zmian przyspieszenia

• Kondycja i wcześniejszy trening organizmu

W medycynie i fizjologii przyjęto określenie wartości przyspieszenia w odniesieniu do przyspieszania ziemskiego g:

a=n*g

g=9,81 m/s

Przyspieszenia podłużne

+G_Z

Pozorne zwiększenie masy ciała

Już przy 2,5 g występują trudności w poruszaniu kończynami

Przesunięcie narządów wewnętrznych w dół

Największe zmiany występują w układzie krążenia

Utrata widzenia obwodowego 3,5 - 4,0 g

Utrata widzenia centralnego 4,5 - 5,5 g

-G_Z

Bardziej szkodliwe niż +G_Z

Przy 2 -3 g pojawia się ból głowy i zaburzenia oddychania

Znaczne zmiany rytmu serca i w układzie nerwowym

Przy przyspieszeniach udarowych powstają wylewy krwi do tkanki mózgowej

Przyspieszenie poprzeczne

Zmiany w układzie oddechowym prowadzące do spadku nasycenia krwi tlenem.

Stan nieważkości

Powoduje:

• Zaburzenia orientacji przestrzennej

• Wzrasta różnica między ciśnieniem skurczowym i rozkurczowym

• Maleje adaptacja układu krążenia do wysiłku

---