Применение ультразвука в терапии и хирургии

Ультразвук, применяемый в медицине, может быть условно разделен на ультразвук низких и высоких интенсивностей. Основная задача применения ультразвука низких интенсивностей (0,125 - 3,0 Вт/см2) - неповреждающий нагрев или какие-либо нетепловые эффекты, а также стимуляция и ускорение нормальных физиологических реакций при лечении повреждений. При более высоких интенсивностях (> 5 Вт/см2) основная цель - вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях. Первое направление включает в себя большинство применений ультразвука в физиотерапии и некоторые виды терапии рака, второе - ультразвуковую хирургию.

Применение ультразвука в хирургии.

Существуют две основные области применения ультразвука в хирургии. В первой из них используется способность сильно фокусированного пучка ультразвука вызывать локальные разрушения в тканях, а во второй механические колебания ультразвуковой частоты накладываются на хирургические инструменты типа лезвий, пил, механических наконечников.

Хирургия с помощью фокусированного ультразвука.

Хирургическая техника должна обеспечивать управляемость разрушения тканей, воздействовать только на четко ограниченную область, быть быстродействующей, вызывать минимальные потери крови. Мощный фокусированный ультразвук обладает большинством из этих качеств. Возможность использования фокусированного ультразвука для создания зон поражения в глубине органа без разрушения вышележащих тканей изучено в основном в операциях на мозге. Позже операции проводились на печени, спинном мозге, почках и глазе.

Применение ультразвука в физиотерапии

Ускорение регенерации тканей.

Одно из наиболее распространенных применений ультразвука в физиотерапии - это ускорение регенерации тканей и заживления ран. Восстановление тканей можно описать с помощью трех перекрывающихся фаз. В течение воспалительной фазы фагоцитарная активность макрофагов и полиморфнонуклеарных лейкоцитов ведет к удалению клеточных фрагментов и патогенных частиц. Переработка этого материала происходит главным образом при помощи лизосомальных ферментов макрофагов. Известно, что ультразвук терапевтических интенсивностей может вызвать изменения в лизосомальных мембранах, тем самым ускоряя прохождение этой фазы. Вторая фаза в залечивании ран - пролиферация или фаза разрастания. Клетки мигрируют в область поражения и начинают делиться. Фибробласты начинают синтезировать коллаген. Интенсивность заживления начинает увеличиваться, и специальные клетки, миофибробласты, заставляют рану стягиваться. Показано, что ультразвук значительно ускоряет синтез коллагена фибробластами как in vitro, так и in vivo. Если диплоидные фибробласты человека облучить ультразвуком частотой 3 МГц и интенсивностью 0,5 Вт/см2 in vitro, то количество синтезированного белка увеличится. Исследование таких клеток в электронном микроскопе показало, что по сравнению с контрольными клетками в них содержится больше свободных рибосом, шероховатой эндоплазматической сети. Третья фаза - восстановление. Эластичность нормальной соединительной ткани обусловлена упорядоченной структурой коллагеновой сетки, позволяющей ткани напрягаться и расслабляться без особых деформаций. В рубцовой ткани волокна часто располагаются нерегулярно и запутанно, что не позволяет ей растягиваться без разрывов. Рубцовая ткань, формировавшаяся при воздействии ультразвука, прочнее и эластичнее по сравнению с "нормальной" рубцовой тканью.

Лечение трофических язв.

При облучении хронических варикозных язв на ногах ультразвуком частотой 3 МГц и интенсивностью 1 Вт/см2 в импульсном режиме 2 мс : 8 мс были получены следующие результаты: после 12 сеансов лечения средняя площадь язв составляла примерно 66,4% от их первоначальной площади, в то время как площадь контрольных язв уменьшилась всего до 91,6%. Ультразвук может также способствовать приживлению пересаженных лоскутов кожи на края трофических язв.

Ускорение рассасывания отеков.

Ультразвук может ускорить рассасывание отеков, вызванных повреждениями мягких тканей, что скорее всего обусловлено увеличением кровотока или местными изменениями в тканях под действием акустических микропотоков.

Заживление переломов.

При экспериментальном исследовании переломов малой берцовой кости у крыс было обнаружено, что ультразвуковое облучение во время воспалительной и ранней пролиферативной фаз ускоряет и улучшает выздоровление. Костная мозоль у таких животных содержала больше костной ткани и меньше хрящей. Однако в поздней пролиферативной фазе приводило к негативным эффектам - усиливался рост хрящей и задерживалось образование костной ткани.

Светолечение

Светолечение - это метод физиотерапии, заключающийся в дозированном воздействии на организм больного инфракрасного, видимого или ультрафиолетового излучения.

Инфракрасное излучение

Механизм действия:

1. местная гипертермия;
2. спазм сосудов, сменяющийся их расширением, усиление кровотока;
3. увеличение проницаемости стенок капилляров;
4. усиление тканевого обмена, активация окислительно-восстановительных процессов;
5. высвобождение биологически-активных веществ, в том числе гистаминоподобных, что также приводит к увеличению проницаемости капилляров;
6. противовоспалительный эффект;
7. ускорение обратного развития воспалительных процессов;
8. ускорение тканевой регенерации;
9. увеличение местной сопротивляемости тканей к инфекции;
10. рефлекторное снижение тонуса поперечно-полосатой и гладкой мускулатуры - уменьшение болей, связанных с их спазмом.

Показания:

1. не гнойные хронические и подострые местные воспалительные процессы;
2. ожоги;
3. обморожения;
4. плохо заживающие раны и язвы;
5. спаечный процесс в брюшной полости;
6. миозиты;
7. невралгии;
8. последствия травм опорно-двигательного аппарата.

Противопоказания:

1. злокачественные новообразования;
2. тенденция к кровотечениям;
3. острые гнойно-воспалительные заболевания.

Ультрафиолетовое излучение

Механизм действия:

1. нервно-рефлекторный: лучистая энергия как раздражитель действует через кожу с ее мощным рецепторным аппаратом на центральную нервную систему, а через нее на все органы и ткани организма человека;
2. часть поглощенной лучистой энергии превращается в теплоту, под ее влияние в тканях происходит ускорение физико-химических процессов, что сказывается на повышении тканевого и общего обмена;
3. фотоэлектрический эффект - отщепленные при этом электроны и появившиеся положительно заряженные ионы влекут за собой изменения "ионной конъюнктуры" в клетках и тканях, а следовательно и изменение электрических свойств коллоидов; в результате этого увеличивается проницаемость клеточных мембран и увеличивается обмен между клеткой и окружающей средой;
4. возникновение вторичного электромагнитного излучения в тканях;
5. бактерицидное действие света, зависящее от спектрального состава, интенсивности излучения; бактерицидное действие складывается из непосредственного действия лучистой энергии на бактерий и повышение реактивности организма (образование БАВ, повышение иммунологических свойств крови);
6. прямое разрушение токсинов: дифтерийного и столбнячного;
7. при воздействии ультрафиолетового излучения появляется пигментация кожи, повышающая устойчивость кожи к повторным облучениям;
8. изменение физико-химических свойств кожи (снижение рН за счет снижения уровня катионов и повышения уровня анионов).