Ultrageluidtherapie

Ultrageluidtherapie (UZT) is een fysiotherapeutische beïnvloedingsmethode met behulp van hoogfrequente mechanische trillingen van deeltjes in de stof. Ultrageluid bestaat uit elastische mechanische trillingen van deeltjes in de stof met een frequentie hoger dan 16 kHz, d.w.z. die buiten de gehoorgrens van het menselijk oor liggen.

Het menselijk gehoor neemt geluid en mechanische trillingen waar die niet hoger zijn dan 16 kHz. Nachtdieren, die in grotten en water leven, nemen geluiden met hogere frequenties (32 kHz en hoger) waar voor informatie-uitwisseling en echolocatie.

Onder natuurlijke omstandigheden treedt ultrageluid op tijdens aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en tijdens technologische processen - de werking van werktuigmachines, raketmotoren, enz. Voor technische doeleinden wordt ultrageluid verkregen met behulp van speciale emitters. Afhankelijk van de energiebron worden deze onderverdeeld in mechanische en elektrische. Bij mechanische emitters is de bron van ultrageluid de energie van een stroming, gas of vloeistof (fluitsignalen, sirenes). Bij elektrische omvormers wordt ultrageluid verkregen door elektrische stroom toe te passen op lichamen van ijzer, nikkel en andere materialen. Het piëzo-elektrische effect is de basis van emitters van kwartsplaten, bariumtitaniet, toermalijn en andere materialen die, onder invloed van elektrische wisselstroom, hun afmetingen veranderen en mechanische trillingen van het ultrasone frequentiemedium veroorzaken.

Werkingsmechanisme van ultrageluid

Fysiotherapie maakt gebruik van ultrageluidsvibraties in het bereik van 800-3000 kHz (0,8-3 MHz). In de cosmetologie ligt de frequentie van de ultrageluidsvibraties voor elk apparaat vast. Over het algemeen wordt een frequentie van 25-28 kHz tot 3 MHz gebruikt.

Functies van ultrageluid

1. Mechanische functie (specifieke werking van de ultrasone golf). Elastische trillingen in het ultrasone bereik, veroorzaakt door de hoge gradiënt van geluidsdruk en aanzienlijke schuifspanningen in biologische weefsels, veranderen de geleidbaarheid van ionenkanalen in membranen van verschillende cellen en veroorzaken microstromen van metabolieten in het cytosol en de organellen (weefselmicromassage).

Mechanische effecten van ultrageluid op weefselniveau:

• versnelling van de lokale bloedcirculatie;
• versnelling van de lymfestroom;
• normalisatie van de processen van collageen- en elastinevorming (collageen- en elastinevezels die gevormd worden onder invloed van ultrasone trillingen hebben een elasticiteit en sterkte die 2 of meer keer groter zijn dan die van niet-gesondeerd weefsel);
• stimulatie van het zenuwstelsel (vermindering van de compressie van nociceptieve zenuwgeleiders in het impactgebied).

Op cellulair niveau vinden onder invloed van ultrasone golven de volgende processen plaats:

• het verbreken van sterke en zwakke intermoleculaire bindingen;
• afname van de viscositeit van het cytosol (thixotropie);
• de overgang van ionen en biologisch actieve verbindingen naar een vrije toestand,
• het verhogen van de binding van biologisch actieve stoffen,
• activering van niet-specifieke immunoresistentiemechanismen;
• activering van membraanenzymen (inclusief activering van lysosomale enzymen van cellen);
• depolymerisatie van hyaluronzuur (vermindering en preventie van congestie tussen weefsels);
• generatie van akoestische microstromen;
• verandering in de waterstructuur;
• stimulatie van cytoplasmatische beweging, mitochondriale rotatie en celkernvibratie,
• het vergroten van de permeabiliteit van het celmembraan.

De door ultrageluid versnelde beweging van biologische moleculen in cellen verhoogt de kans op hun deelname aan metabolische processen. De verandering in de functionele eigenschappen van de mechanosensitieve ionenkanalen van het celcytoskelet die optreedt onder invloed van ultrageluidtrillingen verhoogt de snelheid van metaboliettransport en de enzymatische activiteit van lysosomale enzymen, en stimuleert de herstellende regeneratie van weefsel.

2. Wanneer de intensiteit van het ultrageluid toeneemt aan de grens van heterogene biologische media, worden er verzwakkende schuifgolven (transversale golven) gevormd en komt er een grote hoeveelheid warmte vrij: de thermische functie van het ultrageluid.

Door de aanzienlijke absorptie van ultrasone trillingsenergie in weefsels die moleculen met grote lineaire afmetingen bevatten, stijgt de temperatuur met 1 C.

De grootste hoeveelheid warmte komt niet vrij in de dikte van homogeen weefsel, maar op de grensvlakken van weefsels met verschillende akoestische impedanties – in collageenrijke oppervlakkige huidlagen, fascia, littekens, ligamenten, synoviale membranen, gewrichtsmeniscus en periost – waardoor hun elasticiteit toeneemt en het bereik van fysiologische belastingen toeneemt (vibrothermolyse). Lokale verwijding van de vaten van de microcirculatie leidt tot een toename van de volumetrische bloedstroom in slecht gevasculariseerde weefsels (met een factor 2-3), een verhoogde stofwisseling, een verbeterde huidelasticiteit en een afname van oedeem.

Ongeveer 80% van de warmte wordt opgenomen en afgevoerd door de bloedbaan, de resterende 20% wordt afgegeven aan nabijgelegen weefsels. Patiënten voelen een lichte warmte tijdens de behandeling.

Thermische effecten op weefsel- en cellulair niveau:

• verandering in diffusieprocessen;
• verandering in de snelheid van biochemische reacties;
• optreden van temperatuurgradiënten (tot 1 C);
• versnelling van de microcirculatie.

De verhouding tussen de thermische en niet-thermische componenten van de werking van ultrasone trillingen wordt bepaald door de intensiteit van de straling of de werkingswijze (continu of gepulst).

3. Fysicochemische functie. De biochemische functie van ultrageluid komt voornamelijk voort uit het reactieve vermogen van anabolisme en katabolisme.

Anabolisme is een proces waarbij identieke en vergelijkbare moleculen worden gecentraliseerd. Kleine doses ultrageluid versnellen de eiwitsynthese in cellen en herstellen beschadigd en ontstoken weefsel. Therapeutische doses bevorderen de aanmaak van elastine- en collageenvezels, verbeteren de bloedsomloop, maken bindweefsel los en verbeteren de functie ervan. Daarnaast versterken ze de ontstekingsremmende, oplossende, pijnstillende en krampstillende werking.

Katabolisme is een proces dat de viscositeit en de hoeveelheid grote moleculen vermindert (waardoor de concentratie van een geneesmiddel of cosmetisch product kan worden verlaagd) en hun gebruik versnelt. Ultrageluid heeft ook de volgende effecten:

• werkt als katalysator;
• versnelt het stofwisselingsproces;
• verandert de pH-waarde van weefsels naar alkalisch (verlicht ontstekingsprocessen in de huid na blootstelling aan zuur);
• bevordert de vorming van biologisch actieve stoffen;
• bevordert de binding van vrije radicalen;
• breekt medicijnmoleculen af;
• bacteriedodende werking (doordat ultrasone golven en geneesmiddelen in de bacteriële omgeving binnendringen).