Ultraschall und Ultraschalltherapie
Ultraschall ist definiert als eine akustische Schwingung mit Frequenzen oberhalb der Grenze des Hörbaren (d. h. größer als 20.000 Hz).
Ultraschall zu therapeutischen Zwecken wurde in der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg eingeführt und systematisch untersucht. In Italien verbreiteten sie sich sofort und viele unserer Gelehrten haben wesentlich zur experimentellen und klinischen Forschung auf diesem Gebiet beigetragen.
Ultraschall breitet sich in Form von Kompressions-Dekompressions-Wellen mit Hin- und Herbewegung der Teilchen des Übertragungsmediums parallel zur Ausbreitungsrichtung der Wellen aus.
Ultraschall wird künstlich durch den piezoelektrischen Effekt erzeugt, indem entweder ein Quarz oder eine Scheibe aus Keramikmaterial verwendet wird. Durch Aufbringen elektrischer Ladungen auf die Flächen einer Quarzplatte wird der Kristall komprimiert, durch Richtungsumkehr dehnt er sich aus. Indem der Quarz einem elektrischen Wechselfeld ausgesetzt wird, wird daher ein Wechsel von Kompressionen und Expansionen des Kristalls mit der Erzeugung einer Reihe von Vibrationen erzielt, die in der Therapie verwendet werden. Wenn Ultraschallwellen durch das Gewebe wandern, verlieren sie einen bestimmten Teil ihrer Energie: Dieser Vorgang wird als Dämpfung bezeichnet. Dämpfung im Gewebe entsteht durch viele Mechanismen: Absorption, Divergenz des Strahls und Ablenkung.
Absorption ist die Hauptursache für die Ultraschalldämpfung. Die Ultraschallenergie wird vom Gewebe absorbiert und schließlich in Wärme umgewandelt. Bei den meisten Geweben nimmt die Dämpfung mit zunehmender Frequenz zu, sodass ein 1,0-MHz-Signal aufgrund der geringeren Dämpfung im Gewebe tiefer eindringen würde als ein 3,0-MHz-Signal.
Die Strahldivergenz ist der Grad, in dem der Strahl vom Wandler gestreut wird. Die Divergenz des Strahls nimmt mit zunehmender Frequenz ab, und daher hat ein Signal mit höherer Frequenz einen fokussierteren Strahl.
Ablenkung umfasst den Prozess der Reflexion, Brechung und Dispersion. Ein Ultraschalltherapiegerät besteht hauptsächlich aus einem Wechselstromgenerator (typischerweise 1 MHz und / oder 3 MHz), der über Kabel einen emittierenden Behandlungskopf mit Strom versorgt, in dem ein Wandler (piezoelektrische Scheibe oder Quarzplatte) eingesetzt ist, der elektrische Energie in mechanische umwandelt Energie (Schallschwingungen), die auf das Gewebe übertragen werden.
Wirkmechanismus
Die Wechselwirkung von Ultraschall mit biologischem Gewebe erzeugt mechanische, thermische, chemische und Kavitationseffekte.
Mechanische Wirkungen: Die mechanische Wirkung beruht auf der Bewegung der Gewebepartikel, die von der Ultraschallwelle durchquert werden. Die erzeugten Druckschwankungen können eine Bewegung von Flüssigkeiten bei Inhomogenität (Mikroströmungen), eine Erhöhung der Membranpermeabilität und die Zerstörung des Gewebes durch Trennung der Kollagenfasern bestimmen.
Thermische Effekte: Der thermische Effekt hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab: den Absorptionseigenschaften des biologischen Mediums und der Energiereflexion an der Grenzfläche zwischen Geweben mit unterschiedlicher akustischer Impedanz.
Der Durchgang von Ultraschall durch das „weiche“ Gewebe erzeugt eine Temperaturerhöhung aufgrund von: - Absorption in Verbindung mit Viskosität, - Absorption aufgrund von Wärmeleitfähigkeit und - chemischer Absorption.
Chemische Wirkungen: Die chemische Wirkung bei Veränderung des lokalen pH-Wertes und der Durchlässigkeit von Zellmembranen sowie bei molekularen Veränderungen wird durch die erheblichen Beschleunigungskräfte verursacht, denen die Gewebepartikel beim Durchgang der Ultraschallwelle ausgesetzt sind.
Kavitationseffekte: Kavitation ist die Fähigkeit von Ultraschall, kleine gelöste Gasbläschen in einer Flüssigkeit zu erzeugen, mit nachfolgender Vergrößerung und möglicher Explosion der Bläschen. Aus histologischer Sicht ist die Folge eine unregelmäßige Zellzerstörung mit petechialen Blutungen. Bei therapeutischen Dosierungen würden destruktive Reaktionen wie Hämolyse nur in Gegenwart einer niedrigen Zellkonzentration und einer niedrigen Viskosität des Mediums, wie im Auge und Uterus, auftreten.
Allgemeine Anwendungsmethoden
Die Ultraschalltherapie kann auf zwei verschiedene Arten verabreicht werden: direkter Kontakt (bewegliche oder fixierte Kopftechnik) und Immersion. Im ersten Modus sollte die zu behandelnde Stelle so positioniert werden, dass sie entspannt, nackt und trocken ist. Tragen Sie therapeutisches Gel oder Creme auf.
Der am häufigsten verwendete Direktkontaktmodus besteht in der Anwendung des Strahlerkopfes in direktem Kontakt mit der Haut unter Zwischenlage einer Substanz (normalerweise eines speziellen leitfähigen Gels), um einerseits die Übertragung zwischen den beiden zu fördern Kopf und der Haut und andererseits das Anhaften, das Gleiten und das Entfernen von möglicher Luft zwischen der Haut und dem Wandler, die aufgrund ihres Reflexionsvermögens die Übertragung der Ultraschallwelle behindern könnte.
Bei der Mobile-Head-Technik wird der Schallkopf mit leichtem Druck auf das zu behandelnde Areal aufgesetzt und mit kreisenden Bewegungen zum Gleiten gebracht.
Bei der Fixkopftechnik wird dieser unter Zwischenlage eines elektrisch leitenden Gels oder einer therapeutischen Creme auf die zu behandelnde Stelle in Kontakt mit der Haut für die gesamte Dauer der Therapie gelegt. Mit dieser Technik werden schnelle Temperaturerhöhungen in einem sehr begrenzten Bereich erreicht, während der verbleibende Bereich nicht erhitzt wird; daher ist eine geringere Versorgungsleistung oder eine gepulste Emission erforderlich.