Ультразвук представляет собой упругие механически колебания плотной физической среды с частотой более 20 кГц, т. е. в сверхзвуковом акустическом диапазоне частот, которые распространяются в виде продольных волн и приводят к последовательному сжатию и растяжению среды. В терапии применяют ультразвуковые волны в диапазоне частот от 800 до 3000 кГц.
Для глубины проникновения ультразвука в ткани организма имеет значение частота ультразвуковых колебаний и зависящая от нее длина волны. Чем больше частота колебаний, тем меньше глубина проникновения. При частоте ультразвука 1600-2600 кГц глубина проникновения составляет 1 см, а при 800-900 кГц глубина проникновения 4-5 см. Кроме этого играет важную роль и скорость распространения ультразвука в тканях, зависящая от плотности среды и акустического сопротивления. Например, ультразвуковые волны в жидких средах распространяются со скоростью 1500 м/с, в твердых средах со скоростью 4000 м/с. Ткани человеческого организма являются неоднородной средой, поэтому скорость распространения ультразвуковых волн в них неравномерна. В костной ткани, на внутренних мембранах клеток, на границах разных тканей организма, в результате исследований, наблюдается максимальное поглощение ультразвуковой энергии.
Вследствии того, что ультразвуковые волны плохо отражаются воздухом, в терапевтической практике воздействие ультразвуком проводят через контактную безвоздушную среду, например глицерин, вазелиновое масло, воду и т.п.
Режим воздействия ультразвуковой энергией может быть непрерывным и импульсным. В непрерывном режиме ультразвук в виде единого потока направляют в ткани. В импульсном режиме посыл энергии чередуется с паузами. Время подачи ультразвуковой энергии и паузы могут быть различными. При длительности импульса 2 мс пауза продолжается 18 мс, а при импульсе в 4 мс - 16 мс. Чем меньше продолжительность импульса, тем менее эффективно действие ультразвука.
Для получения ультразвуковых колебаний в физиотерапевтических аппаратах используют обратный пьезоэлектрический эффект, т. е. физическое явление, которое может развиваться в некоторых кристаллах (кварц, ти-танат бария и др.). При воздействии на такие кристаллы (пьезоэлементы) переменным током высокой частоты происходит их последовательное сжатие и расширение, что лежит в основе развития колебаний, соответствующих частоте подаваемого тока (рис. 1).
Ультразвук оказывает на организм механическое, физико-химическое и слабое тепловое действие.
Механическое действие ультразвука, обусловленное переменным акустическим давлением, вызывает микровибрацию, своеобразный «микромассаж» тканей, что приводит к изменению функционального состояния клеток: повышается проницаемость клеточных мембран, усиливаются процессы диффузии и осмоса, изменяются кислотно-щелочное равновесие, пространственное взаимоотношение субмикроскопических структур в клетке. Термическое действие ультразвука связано, с одной стороны, с переходом механической энергии в тепловую, а с другой - интенсификацией биохимических процессов. Эндогенное тепло, образующееся в тканях, распространяется неравномерно, оно больше проявляется в плотных тканях и пограничных слоях. Повышение температуры в тканях способствует расширению кровеносных и лимфатических сосудов, изменению микроциркуляции. В результате этого активируются тканевые обменные процессы, проявляется противовоспалительное и рассасывающее действие ультразвука.
Физико-химическое действие ультразвука связано с пространственной перестройкой внутриклеточных молекулярных комплексов. Повышается активность ряда ферментов, интенсивность тканевых окислительно-восстановительных процессов, увеличивается митотическая активность клеток, в тканях происходит образование биологически активных веществ - гепарина, гистамина, серотонина и др.
Механизм терапевтического действия ультразвука многообразен. Он складывается из местных и общих реакций, реализуемых нейрорефлекторным и гуморальным путями. Эти реакции развиваются пофазно и отличаются длительным последействием.
При правильном воздействии и дозировке процедуры ультразвуковой терапии оказывают болеутоляющее, противовоспалительное, рассасывающее, спазмалитическое и фибринолитическое действие. Под его воздействием ускоряются регенеративные и репаративные процессы, повышается возбудимость нервно-мышечного аппарата, усиливается проводимость импульсов по периферическому нервному волокну, активируется передача нервных импульсов в симпатических ганглиях, улучшается трофическая функция тканей.
Так как диапазон положительного воздействия ультразвука на организм человека достаточно широк, то его применяют для лечения большого количества различных заболеваний.
На сегодняшний день один из популярных методов лечебного применения ультразвука является ультрафонофорез (фонофорез) лекарственных веществ. Он является физико-фармакологическим методом совместного воздействия на организм человека ультразвука и лекарственных веществ. Для проведения процедур фонофореза вместо обычных контактных сред (вазелин, глицерин, ланолин) применяют лекарственные смеси, которые представляют из себя водные растворы, эмульсии, мази, содержащие разные лекарственные средства.
Наибольшее распространение в терапевтической практике получили фонофорез гидрокортизона, анальгина, эуфиллина и др. Повышение проницаемости кожи, сосудов, клеточных мембран, механическое разрыхление соединительной ткани под действием ультразвука имеет важное значение для проникновения лекарственных веществ.
Ультразвук усиливает проникновение лекарственных препаратов через кожу, которые применяются при процедурах, откуда медленно поступают в кровь, а затем к органам и тканям.
Процедуры ультразвуковой терапии назначают при следующих ситуациях:
- заболевания опорно-двигательного аппарата (артрозы, артриты, ревматоидный артрит);
- заболевания и травмы периферической нервной системы;
- заболевания органов пищеварения (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки);
- заболевания глаз (конъюктивит, кератиты);
- заболевания ЛОР-органов (фарингиты, тонзиллиты);
- урологические (простатит);
- гинекологические (сальпингоофориты);
- стоматологические (пародонтоз)
- некоторые заболевания кожи.
К числу частных противопоказаний для ультразвуковой терапии относятся ишемическая болезнь сердца с явлениями стенокардии и аритмии, гипертоническая болезнь II-III стадии, тромбофлебит, не рекомендуют назначение этой процедуры детям до 3-5 лет, а также воздействие ультразвуком на чувствительные ростковые зоны костей у детей.
Эффективность применения ультразвука зависит от его интенсивности, области воздействия и продолжительности процедуры. Интенсивность ультразвуковых колебаний - количество ультразвуковой энергии (в ваттах), проходящее через 1 см площади излучателя аппарата в течение 1 с (Вт/см2). Применяемую в физиотерапевтической практике интенсивность ультразвуковых колебаний условно подразделяют на малую (0,05-0,4 Вт/см2), среднюю (0,6-0,8 Вт/см2) и высокую (1,0-1,2 Вт/см2).
Ультразвуковые волны малой интенсивности обычно используют для воздействия на область головы и симпатические ганглии, большой интенсивности - на конечности. Не рекомендуется воздействовать на выступающие костные поверхности и области, имеющие очень тонкий слой мягких тканей. Ультразвуковому воздействию подвергают отдельные участки (поля), при этом площадь дного поля не должна превышать 150-250 см2. Продолжительность воздействия на одно поле составляет в среднем 5-10 мин, на несколько полей - не более 5 мин. Длительность всей процедуры не должна превышать 15 мин. Процедуры назначают ежедневно или через день. Курс лечения 8-10 процедур.
