ULTRADŹWIĘKI

Opracowano na podstawie:
- wykładów lek.med. Tomasza Kasińskiego

- „Fizkotrapia” pod redakcją T.Miki wyd. IV PZWL Warszawa 2003

- „Fizjoterapia” pod red. Gerarda Strabużyńskiego PZWL Warszawa 1988r.

- „Medycyna Uzdrowiskowa w zarysie” pod red. Ireny Ponikowskiej WATEXT`S
Warszawa 1995r.

- „Podstawy rehabilitacji i medycyny fizykalnej” pod red. S.J.Garrisona M.D. PZWL
Warszawa 1997

ULTRADŹWIĘKI - drgania mechaniczne o częstotliwości wykraczającej poza granicę
słyszalności ucha ludzkiego tj. 16-20 tys.Hz drgania  16tys. Hz  infradźwięki;  20

tys.Hz  ultradźwięki.

Lecznicze zastosowanie znajdują ultradźwięki o częstotliwościach: 800,1000,2400 i
3000 Khz

Działanie mechaniczne fal akustycznych w środowisku

Układ drgający wewnatrz dostatecznie sprezystego osrodka pobudza do drgań
sasiadujace z nim czasteczki około swoich położeń równowagi, przenosząc się na
kolejne cząstki  fala ultradźwiękowa (forma przenoszenia energii)

Na  jej  przebiegu  występują  strefy  zagęszczeń  z  działaniem  sił  ściskających  i
rozrzedzeń cząsteczek (z działaniem sił rozciągających).
W zagęszczeniach wychylenia cząsteczek są zgodne z kierunkami rozchodzenia się
fali, zaś w miejscach  rozrzedzeń cząstki wychylają się w kierunku przeciwnym.
Odległość  pomiędzy  kolejnymi,  i  sąsiadującymi    ze  sobą  strefami  zagęszczeń  i
rozrzedzeń  odpowiada  długości  fali  (odległość  pomiędzy  najbliżej  położonymi
cząstkami znajdującymi się w tej samej fazie ruchu).

Prędkość rozchodzenia się fali zależy od właściwości ośrodka ;
-  w gazach  ok. 350  m/s
-  w cieczach ok. 1500 m/s
-  w ciałach stałych ok.5000 m/s
W wodzie  fala ultradźwiękowa o częstotliwości 800 kHz  rozchodzi się z prędkością
1497 m/s (odpowiada długości  fali 1,875 nm.)
W tkankach ludzkich fale ultradźwiękowe rozchodzą się z prędkościami od 1445 do
1610 m/s                                                    W miarę rozchodzenia się fali jej prędkość
zmienia się:
od  tzw.  wartości  zerowej  (odpowiada  maximum  wychylenia  cząsteczki)  do  tzw.
punktu równowagi. Prędkość tą określają jako: cząstkową.
                                          Cząstki drgające w ruchu falowym cząstki posiadają
określoną m.in. wartość wychylenia, która rośnie wraz ze wzrostem natężenia fali i
maleje ze zwiększeniem się częstotliwości drgań.

W chwili, gdy  prędkość cząstki jest równa zeru  a jej wychylenie jest  maxymalne -
przyspieszenie osiąga największą wartość.
Część ośrodka w której występuje zjawisko fal dźwiękowych, określamy jako  p o l e  d
ź w i  ę k o w e , którego kształt jest uzależniony od:
- rozkładu energii drgań dźwiękowych,
- stosunku wymiarów źródła drgań do długości fali,
- kształtu źródła drgań,
- pochłaniania i istnienia przeszkód w rozchodzeniu się fali.
Używane  w  lecznictwie  przetworniki  ultradźwiękowe    wytwarzają  pole  o  kształcie
cylindrycznym  (tzw.  pole  bliskie),  które  w  miarę  oddalania  się  od  źródła  przybiera
kształt stożka (tzw. pole dalekie).
Pole dźwiękowe jest niejednorodne z pkt. maximum i minimum natężenia (tzw. punkty
drgające  wytwarzające  własne  fale,  reagujące  ze  sobą  w  kierunku    wytworzenia    fal
rzeczywistych - płaskich)

Współczynnik  odbicia  –  stosunek  energii  fali  odbitej  do  energii  fali  padającej
(wartość zależy od właściwości akustycznych ośrodka).
Szczególnie wysoką wartość współczynnik ten osiąga przy przejściu  granicy ośrodków
  gazowego i  ciekłego.
Fale odbite ulegają  interferencji z padającymi tworząc tzw. fale stojące (o jednakowej
częstotliwości i amplitudzie drgań)                                         Powstaja one również przy
odbiciu  fal od wewnętrznej powierzchni naczynia z wodą.
Fale ultradźwiękowe padające na powierzchnię mogą ulec
- odbiciu,
- przenikaniu,
- załamaniu,
- ugięciu.

Energia fali - suma równych sobie wartości energii kinetycznej cząstek drgających i
potencjalnej energii cząstek zagęszczonych i rozrzedzonych.

Moc akustyczna - całkowita energia emitowana przez źródło w danej jednostce
czasu.

Absorbcja  -  zdolność  do  pochłaniania  energii  fal  ultradźwiękowych;  największą  mają
gazy, najmniejszą ciała stałe.
Zdolność danego ośrodka do   absorbcji określamy jako  w s p ó ł c z y n n i k  a b s o r
b c j i  = % część energii przekształcona w energię cieplną.

Empirycznie wykazano, że fale krótsze o większej częstotliwości są pochłaniane na
mniejszej głębokości, dłuższe na większej ( przenikają głębiej ).
Tkanki ludzkie mają zróżnicowaną zdolność do pochłaniania ultradźwięków
- dużą zdolność ma tkanka nerwowa,
- mniejszą tkanka mięśniowa,
- najmniejszą tkanka tłuszczowa.

Głębokość  połówkowa  -  warstwa  połowiąca  -  głębokość  na  której  natężenie  fali
ultradźwiękowej spada do połowy.
Ocenia się, że lecznicze działanie fal ultradźwiękowych poniżej głębokości połówkowej
jest wątpliwe.
Empirycznie,  opierając  się  na  ww.  wartości  w  lecznictwie  największe  znaczenie  =
zastosowanie  mają  fale  ultradźwiękowe  o  częstotliwości  800  kHz  (głębokość
połówkowa wynosi ok. 3 cm) i 2.400 kHz (głębokość wynosi ok. 1 cm).

Kawitacja  =  fala  ultradźwiękowa  o  dużym  natężeniu  i  częstotliwości  500  kHz
wywołuje  zaburzenia  spójności  cieczy  z  powstawaniem  pustych  przestrzeni
wypełnianych  parami  cieczy  lub  rozpuszczonymi  w  niej  gazami  (działanie
zmiennych  ciśnień)  Przestrzenie  te  zanikając  wytwarzają  bardzo  silną  falę
mechaniczną.

Prawo  Grotthusa  -  Drapera  =  energia  fal  ultradźwiękowych  wywołuje  odczyn  =
efekt  w tkankach, jeśli zostanie przez nie pochłonięta.

DZIAŁANIE BIOLOGICZNE
- MIEJSCOWE


działanie mechaniczne - wahania ciśnień w przebiegu fal ultradźwiękowych

wywołują tzw. mikromasaż (zależny od częstotliwości),


działanie cieplne - którego rozchodzenie jest zależne od rodzaju tkanek oraz od

natężenia i czasu udźwiękowienia
* Największy efekt cieplny zostaje wywołany na granicy niejednorodnych struktur
np. tkanka tłuszczowa /tkanka mięśniowa/tkanka kostna.

Na  ich  granicy  występują  największe  zagęszczenia  energii  wywołane  głównie
poprzez odbicia fal ultradźwiękowych.
Powstające  różnice  temperatur  wywołują  wtórne  zmiany,  m.in.    zmiany  dyfuzji
wewnątrzkomórkowych oraz na granicy przestrzeni międzykomórkowych i komórek.

działanie  fizykochemiczne  -  przejawia  się  głównie  wpływem  na  koloidy  tkankowe
poprzez przyspieszenie rozpadu białek i przemianę żelu w  zol tj. u w o d n i e n i e
ż e l u.                                    Zachodzące reakcje chemiczne to w większości
utlenianie oraz rozpad H

O  na H i OH

(rodnik hydroksylowy) stanowiące czynną

grupę atomów.
Nasilenie zmian fizykochemicznych zależy głównie od natężenia fali(oraz od czasu
ekspozycji i rodzaju tkanek).

DZIAŁANIE OGÓLNE = WTÓRNE
-  przepuszczalność błon komórkowych,

- usprawnienie przemiany tlenowej i  przemiany materii,

- uwodnienie koloidów,
- zmiany składu jonowego tkanek,
- zmiany pH w kierunku zasadowym,
- stymulacja układu współczulnego.

Należy pamiętać o możliwości wytworzenia reakcji odruchowej przy stosowaniu
ultradźwięków na tzw. strefy Heada oraz zwojów i dróg nerwowych.

EFEKTY KLINICZNE
- działanie p/bólowe,
- zmniejszenie napięcia mięśni,
- powstanie i uwolnienie związków aktywnych (m.in. hormonów),
- stabilizacja czynności układu współczulnego,
- rozszerzenie naczyń krwionośnych,
- hamowanie procesów zapalnych,
- przyspieszenie wchłaniania tkankowego.

DAWKOWANIE


Prawo Arndta - Schultza  bodźce słabe pobudzają średnie adaptują, a

najsilniejsze wywołują destrukcje.


dawki słabe od 0,05 do 0,5 W/cm



dawki średnie od 0,5 do 1,5 W/cm



dawki mocne od 1,5 do 2,0 W/cm

Moc akustyczna = natężenie ultradźwięków w W/cm

x powierzchnię drgającą

przetwornika:


czynniki mające wpływ na dobór dawki:

    - powierzchnia działania,
    - rodzaj i stadium choroby,
    - powierzchnia drgająca przetwornika,
    - częstotliwość drgań,
    - rodzaj fali (ciągła i impulsowa),
    - czas zabiegu,
    - sposób wykonywania,
       * stacjonarnie,
       * dynamicznie,
       * sposób mieszany.

Czas zabiegu może być:
- krótki 1-3 min.,
- średni 4-9 min.,
- długi 10 min. i .

Zabiegi stosuje się zwykle w 2 -gi dzień, pełny cykl 12-15 z 3-4 miesięczną przerwą.

WSKAZANIA:
- zespoły bólowe w przebiegu chorób zwyrodnieniowych kręgosłupa,
- rwa kulszowa,
- zmiany zwyrodnieniowe stawu biodrowego, stóp i rąk,
- zespół bolesnego barku, łokcia,
tzw. ostrogi piętowe,
- nerwoból n.trójdzielnego,
- bóle fantomalne,
- owrzodzenia goleni,
- przykurcz Dupuytrena.

PRZECIWWSKAZANIA:
- nowotwór i stany po ich usunięciu,
- ciąża,
- czynne procesy gruźlicze,
- skazy krwotoczne,
- niewydolność krążenia, zaburzenia rytmu serca,
- zaburzenia krążenia obwodowego,
- stany gorączkowe,
- ostre stany zapalne,
- brak zrostu kostnego po złamaniu,
- OBECNOŚĆ IMPLANTU METALOWEGO,
- tzw. nerwice wegetatywne,
- niewyjaśnione nerwobóle,

Szczególna ostrożność przy zaburzeniach na twarzoczaszce i nie stosować powyżej C 3
(uwaga na rdzeń przedłużony)
Przetworniki

wytwarzające

fale

ultradźwiękowe

oparte

są

zjawisku

piezoelektrycznym  (odwracalnym)  tj.  ściskanie  lub  rozciąganie  wzdłuż  jednej  z  osi
elektrycznej  np. kwarcu (osie te łączą przeciwległe krawędzie prostopadłościanu, i sa
normalnie  obojętne.) powoduje powstanie impulsu elektrycznego.

 kryształ ulega polaryzacji.

Elementem drgającym jest najczęściej płytka z kryształu kwarcu lub tytanianu
baru.
Drgania płytki są synchroniczne ze zmianą kierunku prądu.

Obok fal ultradźwiękowych ciągłych wytwarzane są też fale ultradźwiękowe
impulsopwe , zwykle sa to z impulsy prostokątne o tzw. współczynniku
wypełnienie = 1/5, 1/10, 1/20;
współczynnik wypełnienia = stosunek czasu trwania impulsu do sumy czas trwania
impulsu i przerwy.

Przekazanie do tkanek fal ultradźwiękowych wymaga użycia tzw.
s u b s t a n c j i s p r z ę g a j ą c e j przetwornik tkankami najczęściej jest to
ciekła parafina  sprzężenie bezpośrednie w postaci naniesionej, lekko ogrzanej

warstwy lub w postaci kąpieli w parafinie lub wodzie  sprzężenie pośrednie

(konstrukcyjne przystosowane przetwornika i wanny zapobiegającej powstawaniu
tzw. fal stojących).

Woda winna być odgazowana.
Zabieg można wykonywać w sposób
- stacjonarny; ok. 1/4 dawki z metody dynamicznej,
- dynamiczny głowicą ruchomą
- i tzw. semistacjonarnie.

ULTRAFONOFOREZA: wprowadzenie do skóry leku, substancji czynnej użytej jako
substancja sprzęgająca podczas zabiegu ultradźwiękowego, wzmagającego efekt
ultradźwiękowy (wzrost gęstości substancji ograniczenia penetrację fal
ultradźwiękowych).
Wprowadzenie leku jest zależne od natężenia fali ultradźwiękowej.

Document Outline