Ultragarso terapija

Ultragarso terapija (UZT) yra fizioterapinis poveikio metodas, kurio metu naudojami aukšto dažnio mechaniniai terpės dalelių virpesiai. Ultragarsas yra elastingi mechaniniai terpės dalelių virpesiai, kurių dažnis yra didesnis nei 16 kHz, t. y. esantys už žmogaus ausies girdimumo ribos.

Žmogaus klausos sistema suvokia garsą, mechanines vibracijas, neviršijančias 16 kHz. Gyvūnai, gyvenantys naktiniu gyvenimo būdu, urvuose, vandenyje, suvokia aukštesnio dažnio (32 kHz ir aukštesnio) garsus, skirtus keistis informacija ir echolokacijai.

Natūraliomis sąlygomis ultragarsas atsiranda žemės drebėjimų, ugnikalnių išsiveržimų metu ir technologinių procesų metu – veikiant staklėms, raketiniams varikliams ir kt. Techniniais tikslais ultragarsas gaunamas naudojant specialius spinduliuotės šaltinius. Priklausomai nuo energijos šaltinio, jie skirstomi į mechaninius ir elektrinius. Mechaniniuose spinduliuotės šaltiniuose ultragarso šaltinis yra srauto, dujų, skysčio (švilpukų, sirenų) energija. Elektros keitikliuose ultragarsas gaunamas tiekiant elektros srovę į kūnus, pagamintus iš geležies, nikelio ir kitų medžiagų. Pjezoelektrinis efektas yra iš kvarco plokščių, bario titanito, turmalino ir kitų medžiagų pagamintų spinduliuotės šaltinių, kurie, veikiami kintamosios elektros srovės, keičia savo matmenis ir sukelia ultragarso dažnio terpės mechanines vibracijas, pagrindas.

Ultragarso veikimo mechanizmas

Kineziterapijoje naudojami ultragarsiniai virpesiai 800–3000 kHz (0,8–3 MHz) diapazone. Kosmetologijoje bet kurio prietaiso ultragarsinių virpesių dažnis yra fiksuotas. Iš esmės naudojamas dažnis nuo 25–28 kHz iki 3 MHz.

Ultragarso funkcijos

1. Mechaninė funkcija (specifinis ultragarso bangos poveikis). Dėl didelio garso slėgio gradiento ir didelių šlyties įtempių biologiniuose audiniuose atsirandantys ultragarso diapazono elastiniai virpesiai keičia skirtingų ląstelių membranų jonų kanalų laidumą ir sukelia metabolitų mikrosrautus citozolyje ir organelėse (audinių mikromasažas).

Ultragarso mechaninis poveikis audinių lygmenyje:

• vietinės kraujotakos pagreitėjimas;
• limfos tekėjimo pagreitėjimas;
• kolageno ir elastino susidarymo procesų normalizavimas (ultragarsinių vibracijų veikiami susidariusių kolageno ir elastino skaidulų elastingumas ir stiprumas padidėja 2 ar daugiau kartų, palyginti su neapdorotais audiniais);
• nervų sistemos stimuliavimas (nociceptinių nervų laidininkų suspaudimo mažinimas smūgio srityje).

Ląstelių lygmenyje ultragarso bangų įtakoje vyksta šie procesai:

• stiprių ir silpnų tarpmolekulinių ryšių nutrūkimas;
• citozolio klampumo sumažėjimas (tiksotropija);
• jonų ir biologiškai aktyvių junginių perėjimas į laisvą būseną,
• padidina biologiškai aktyvių medžiagų prisijungimą,
• nespecifinių imunorezistencijos mechanizmų aktyvavimas;
• membraninių fermentų aktyvavimas (įskaitant ląstelių lizosominių fermentų aktyvavimą);
• hialurono rūgšties depolimerizacija (tarpląstelinės perkrovos mažinimas ir prevencija);
• akustinių mikrosrautų generavimas;
• vandens struktūros pokyčiai;
• citoplazminio judėjimo, mitochondrijų rotacijos ir ląstelės branduolio vibracijos stimuliavimas,
• padidinant ląstelės membranos pralaidumą.

Ultragarsu pagreitintas biologinių molekulių judėjimas ląstelėse padidina jų dalyvavimo medžiagų apykaitos procesuose tikimybę. Ultragarso virpesių veikiamas ląstelės citoskeleto mechaniškai jautrių jonų kanalų funkcinių savybių pokytis padidina metabolitų pernašos greitį ir lizosomų fermentų fermentinį aktyvumą, stimuliuoja audinių reparacinę regeneraciją.

2. Kai ultragarso intensyvumas padidėja heterogeninių biologinių terpių riboje, susidaro silpninančios šlyties (skersinės) bangos ir išsiskiria didelis šilumos kiekis – ultragarso šiluminė funkcija.

Dėl didelės ultragarso virpesių energijos absorbcijos audiniuose, kuriuose yra didelių linijinių matmenų molekulių, temperatūra padidėja 1 °C.

Didžiausias šilumos kiekis išsiskiria ne homogeninių audinių storyje, o skirtingos akustinės varžos audinių sąsajose – kolageno turtinguose paviršiniuose odos sluoksniuose, fascijoje, randuose, raiščiuose, sinovijos membranose, sąnariniame menisko ir antkaulio kauke, dėl ko padidėja jų elastingumas ir išsiplečia fiziologinių įtempių diapazonas (vibrotermolizė). Vietinis mikrocirkuliacinės lovos kraujagyslių išsiplėtimas padidina tūrinį kraujo tekėjimą prastai vaskuliarizuotuose audiniuose (2–3 kartus), padidina medžiagų apykaitą, pagerina odos elastingumą ir sumažina edemą.

Maždaug 80 % šilumos sugeria ir nuneša kraujas, o likę 20 % išsisklaido į netoliese esančius audinius. Procedūros metu pacientai jaučia nedidelį šilumos pojūtį.

Terminis poveikis audinių ir ląstelių lygmeniu:

• difuzijos procesų pokyčiai;
• biocheminių reakcijų greičio pokytis;
• temperatūros gradientų atsiradimas (iki 1 °C);
• mikrocirkuliacijos pagreitėjimas.

Ultragarsinių virpesių veikimo terminių ir neterminių komponentų santykis nustatomas pagal spinduliuotės intensyvumą arba veikimo režimą (nuolatinį ar impulsinį).

3. Fizikinė ir cheminė funkcija. Ultragarso biocheminė funkcija daugiausia kyla iš reaktyvaus anabolizmo ir katabolizmo gebėjimo.

Anabolizmas – tai procesas, kurio metu centralizuojamos identiškos ir panašios molekulės. Mažos ultragarso dozės pagreitina baltymų sintezę ląstelių viduje, atkuria pažeistus, uždegimo apimtus audinius, o terapinės dozės skatina elastino ir kolageno skaidulų sintezę, gerina kraujotaką, atpalaiduoja jungiamąjį audinį ir padidina jo funkciją, sustiprina priešuždegiminį, tirpdantį, analgezinį ir antispazminį poveikį.

Katabolizmas yra procesas, kuris sumažina didelių molekulių klampumą ir kiekį (kad būtų galima sumažinti vaistinės medžiagos, kosmetikos gaminio koncentraciją) ir pagreitina jų panaudojimą. Taip pat pastebima, kad ultragarsas turi tokį poveikį:

• veikia kaip katalizatorius;
• pagreitina medžiagų apykaitos procesą;
• keičia audinių pH vertę į šarminę būseną (mažina uždegiminius procesus odoje po sąlyčio su rūgštimi);
• skatina biologiškai aktyvių medžiagų susidarymą;
• skatina laisvųjų radikalų prisijungimą;
• skaido vaistų molekules;
• baktericidinis poveikis (dėl ultragarso bangų ir vaistų prasiskverbimo į bakterijų aplinką).