УЛЬТРАЗВУКОВА ТЕРАПІЯ

Ультразвукова терапія — застосування ультразвука з лікувальною метою. Ультразвук є нечутними людським вухом високочастотними (більше 20 000 Гц) механічними коливаннями пружного середовища, що розповсюджуються в ній у вигляді змінних сжатій (ущільнень), що чергуються, і розріджень речовини — так званих подовжніх хвиль, тобто коливання частинок відбуваються в тому ж напрямі, що і розповсюдження хвилі (мал. 68). Механічні коливання в пружних середовищах і тілах (твердих, рідких, газоподібних), частоти яких знаходяться в діапазоні від 16 до 20 000 Гц і які здатні сприймати людське вухо, називаються звуковими, акустичними, або звуком. Нечутні механічні коливання з частотою нижче 16 Гц носять найменування інфразвук. Інфразвук знаходить застосування у фізіотерапії у вигляді вібраційного масажу.

Ультразвук як коливальний хвильовий процес характеризується довжиною хвилі (Я), періодом (Т), частотою (f), амплітудою коливань і швидкістю розповсюдження хвилі (С) в даному середовищі. Довжина хвилі — відстань між двома точками середовища, що знаходяться в одній фазі коливального процесу. У ультразвуку довжина хвилі — це відстань, що охоплює одну область стиснення і розрідження. Періодом називається час розповсюдження однієї хвилі. Частота коливань — кількість коливань в 1 з — виражається в гермах (Гц). Амплітуда коливань хвилі — максимальний зсув частинок, що коливаються, від положення рівноваги. Між частотою і періодом коливань існує зворотна залежність ().

Швидкість розповсюдження ультразвука залежить від властивостей середовища, а частковості, від коефіцієнта стисливості, густини, температури, труктур молекул і т. п., тобто від акустичного опору середовища і в набагато меншому ступені від частоти коливань. Швидкість розповсюдження ультразвука в твердих і рідких середовищах вища, ніж в газах.

У тканинах людського організму швидкість розповсюдження ультразвука (при частоті коливань 80—900 кГц) в середньому складає 1340 м/с, тобто близька до швидкості його розповсюдження у воді (А. Denier, 1952). Проте швидкість ультразвука в кістковій тканині набагато більше і складає близько 3400 м/с. Між довжиною хвилі (К), швидкістю. (С) і частотою (f) ультразвукових коливань існує залежність, яка виражається наступною формулою: .

Розповсюджуються ультразвукові хвилі майже прямолінійно, легко фокусуються, відображаються від меж різнорідних середовищ, їм властиві явища дифракції, інтерференції. Віддзеркалення, заломлення і поглинання ультразвукових хвиль визначається в основному акустичним опором середовища, частотою коливань і кутом падіння ультразвукових хвиль.

У зв'язку з дуже великою різницею акустичного опору повітря і тканин людського організму на межі цих середовищ ультразвукові хвилі майже повністю відображаються. Тому дія ультразвуком на тканині організму з лікувальною метою здійснюється через контактні середовища (дегазовану воду, парафінове або вазелінове масло і ін.).

З підвищенням частоти ультразвукових коливань збільшується їх поглинання середовищем і зменшується глибина проникнення в тканині організму. Останні нерівномірно поглинають ультразвукову енергію; якнайбільше — кісткова тканина, потім нервова, менше м'язова і зовсім мало жирова. Так, при частоті ультразвука 800 кГц товщина напівпоглинаючого шару жирової тканини складає 6,8 см; м'язової — 3.6 см; жирової і м'язової разом — 4,9 см; печінки — 5,0 см; нирки — 3.7 см; серця — 2,6 см; а при частоті 2,4 Мгц величина половинної шаруючи поглинання тканин приблизно в 3 рази менше, так для жирової я м'язової тканин вона складає 1,5 см; для печінки—1,7 см; нирки 1,3 см; серця —0,9 см (R. Pohlmann, Th. Н liter, 1948; У. З. Улащик, І. К- Данусевіч, 1975).

Важливим параметром ультразвукової енергії є потужність. 1 Розрізняють загальну потужність (у ватах), випромінювану вібратором, і питому. Питома потужність, інтенсивність або густина ультразвука — енергія, яка проходить в 1 з через 1 см2 площі вібратор. Вона вимірюється у ватах на квадратний сантиметр і є основною оцінкою дози ультразвука при терапевтичному його застосуванні.

Дія ультразвука, що викликаються їм біофізичні ефекти основному визначаються змінним акустичним тиском, значним прискоренням коливань частинок середовища, і в меншій мірі постійним (радіаційним) акустичним тиском. Змінний акустичний тиск визначається по формулі:

Р = 2nfSCA,

де Р — змінний акустичний тиск, i — частота ультразвукових коливань, S — густина середовища, З — швидкість ультразвука, А — амплітуда коливань.

Механізм фізіологічної дії ультразвука до теперішнього часу остаточно не з'ясований. У основі його лежать три основні чинники: механічний, физико-хімічний і тепловий. Механічна дія обумовлена змінним акустичним тиском і полягає у вібраційному мікромасажі тканин на клітинному і субклітинному рівнях, підвищенні проникності клітинних, внутріклітинних і тканинних мембран, унаслідок деполімерізующего дії на гиалуровую кислоту і ін. (М. До. Бургоч, 1966).

Физико-хімічна дія визначається тим, що застосування механічної енергії викликає в тканинах організму механічний резонанс, під впливом якого швидшає рух молекул і посилюється їх розпад на іони, змінюється ізоелектричний стан, образуютсяновиє електричні поля, наступають електричні зміна в клітках. Змінюються структура хвилі і стан гидратних оболонок, з'являються вільні радикали і різні продукти соноліза біологічних розчинників, виникають електронні збуджені стани, змінюються процеси перекисного окислення ліпідів. Спостерігається слабке свічення води і деяких інших рідин в ультразвуковому полі (А. І. Журавльов, В. Би. Акопян, 1977). Наступає місцева стимуляція физико-хімічних і біохімічних процесів в тканинах, активізація обміну речовин. Це, зокрема, виражається в зміні в окислювальному фосфорилуванні мітохондрій печінки, нирок, підвищенні інтенсивності тканинного дихання, зміні процесів гліколізу і активності пентозо-фосфатного шляху обміну вуглеводів, пожвавленні обміну білків і нуклеотідов, посиленні процесів дифузії через біологічні мембрани, підвищенні мітотічеськой активності кліток, посиленні крово- і лімфообращенія. Ультразвук можна розглядати як фізичний каталізатор физико-хімічних, біофізічеські і біохімічних