rehabilitacja_artykul_2007_04_8716.pdf

ZE ŚWIATA NAUKI

i jej modyfikacje

– wybrane zagadnienia – cz. II

Pierwsza część pracy ukazała się w „RwP” 3/07

Działanie ultradźwięków na tkanki

Rezultaty działania drgań mechanicznych na żywy organizm na-

leży traktować wielopłaszczyznowo, poczynając od mechanicz-

nych, termicznych i molekularnych efektów lokalnych, aktywacji

krótkich, skórno-narządowych pętli reflektorycznych, aż do uru-

chamiania ogólnoustrojowych programów reparacyjnych, ma-

jąc na myśli efekty zarówno pierwotne, jak i wtórne. Mechanizm

działania jest zatem wypadkową natężenia, częstotliwości, kształ-

tu impulsów i czasu ich działania oraz topografii i sposobu apli-

kacji energii na powierzchni skóry.

w danym typie tkanki. Działanie ciepła przy natężeniach rzędu

0,1-0,2 W/cm² nie odgrywa większej roli klinicznej, ponieważ jest

skutecznie bilansowane wymianą ciepła z otoczeniem i mikrokrą-

żeniem. Powyżej 0,3 W/cm 2 bilans termiczny tkanek zaczyna być

coraz skuteczniej zaburzany, prowadząc do wzrostu temperatu-

ry, przepuszczalności błon komórkowych, przyspieszonej dyfuzji

tlenu i przemiany materii.

Działanie fizykochemiczne

Jak już wspomniano, działanie drgań mechanicznych na tkan-

ki powoduje oscylacyjne zmiany wymiarów komórek lub ich

składników – w takt przemieszczających się fal ciśnienia aku-

stycznego. Rozpatrując strukturę białek i fosfolipidów, daje się

zauważyć, że zarówno pojedyncze cząsteczki, jak i duże kon-

glomeraty dążą do uzyskania przestrzennej struktury o jak naj-

bardziej zrównoważonym (bliskim zera) ładunku elektrycznym.

Oscylacje kształtu cząsteczek powodują chwilowe przemieszcza-

nie się i nierównowagę ładunków elektrycznych, co prowadzi

do powstania dipoli sonorelaksacyjnych. Do istotnych cech tych

nietrwałych stanów standardowej cząsteczki należą zdolność

(wcześniej obojętnej) molekuły do wędrówki w polu elektrycz-

nym i zwiększona reaktywność chemiczna. Do zasadniczych

zmian fizykochemicznych dochodzi jednak w momencie, kie-

dy natężenie dźwięku zaczyna zbliżać się do wartości 1 W/cm².

W roztworze powstają wówczas pęcherzyki kawitacyjne, będą-

ce w istocie pęcherzykami rozpuszczonego w wodzie gazu, któ-

ry drgając w takt zmian ciśnienia może rozgrzewać się nawet do

temperatury kilkuset stopni Celsjusza. Rosnące proporcjonalnie

do mocy dawki (1-3 W/cm²) fale ciśnienia i kawitacja mogą do-

prowadzić do zaburzeń czynnościowych, uszkodzenia lub na-

wet nekrozy większych obszarów tkanki.

Działanie mechaniczne

Wywołane działaniem fal podłużnych wiązki drgań mechanicz-

nych, tworząc wahania kształtu i ciśnienia wewnątrzkomórko-

wego, powodują „wewnętrzny masaż tkankowy”, którego para-

metry są przewidywalne w skali fizycznej (amplituda, energia),

jednak skutki biologiczne zależą od rodzaju tkanki, w której wy-

stąpiły. Jeśli długości fal ultradźwiękowych stają się porówny-

walne z wielkością niejednorodności lub ziarnistości struktury

molekularnej ośrodka, dochodzi w nim do efektów nielinio-

wych, takich jak kawitacja akustyczna, ciśnienie promieniowa-

nia akustycznego, powstawanie strumieni akustycznych. Domi-

nującym obszarem działania ultradźwięków o niskiej i średniej

częstotliwości są struktury, takie jak: koloid krążka międzykrę-

gowego, beleczki kostne lub mikrotubularny układ cytoszkiele-

tu komórki, w których drgania wywołują efekty piezoelektrycz-

ne (rys. 2 a, b, s. 39). Przy wysokich częstotliwościach proces ten

może dotyczyć mikroporów w błonach komórkowych, warstw

hydratacyjnych dużych cząsteczek koloidów lub kreacji w obo-

jętnych elektrycznie cząsteczkach – dipoli fonoindukcyjnych

(rys. 3 a, b, c, s. 39). Wiedza o procesach tzw. chemii ultradźwię-

kowej umożliwia wyjaśnienie fenomenów wpływu ultradźwię-

ków na zmianę aktywności enzymów, reakcji immunologicz-

nych bądź wzrost aktywności chemicznej nadźwiękawianych

roztworów leków (rys. 4 a, b, c, s. 39).

Niskie dawki nie przekraczające 0,3 W/cm 2 powodują działa-

nie bodźcowe na struktury receptorowo-nerwowo-naczyniowe,

pozbawione ryzyka spowodowania destrukcji wrażliwych tka-

nek. Dzięki małym długościom fal i wysokim częstotliwościom

(natężenie jest proporcjonalne do kwadratu częstotliwości) moż-

na stosunkowo łatwo otrzymywać ultradźwięki o dużym natęże-

niu (dziesiątki W/cm²), przy którym pojawiają się zjawiska nie-

liniowe nie występujące przy falach o małej amplitudzie. Stąd

pojawiające się przy wartościach większych od 1 W/cm 2 i dzia-

łające odpowiednio długo zjawiska kawitacyjne mogą powodo-

wać uszkodzenia całych zespołów komórkowych, a nawet mniej-

szych narządów.

Działanie biologiczne – lokalne

Przedstawione powyżej działania termiczne i fizykochemiczne ul-

tradźwięków powodują lokalnie przed czołem głowicy cały sze-

reg miejscowych zjawisk regulacyjnych, których rezultatami są

zmniejszenie obrzęku, bólu, nasilenie procesów reparacyjnych

i normalizacja reakcji immunologicznych. Zjawiska te zachodzą

dzięki poprawie ukrwienia i utlenowania tkanki, przyspieszeniu

funkcjonowania grup prostetycznych enzymów, wydzielaniu me-

diatorów, zwiększeniu przepuszczalności błon komórkowych i we-

wnątrzkomórkowych.

Działanie biologiczne – reflektoryczne

Nie od dziś wiadomo, że działanie lokalne ultradźwięków urucha-

mia całą kaskadę zjawisk regulacyjnych o zasięgu ogólnoustrojo-

wym. Znajdujące się w polu drgań mechanicznych receptory czu-

cia, temperatury i bólu (rys. 5, s. 39) mają łączność z obwodowym

oraz centralnym układem nerwowym i w zależności od sposobu

pobudzenia mogą powodować zjawiska regulacyjne w odpowied-

nich narządach wewnętrznych. Stąd najbardziej widoczne są re-

akcje układu krążenia (pod postacią zmiany przepływu w skórze

lub narządach wewnętrznych) oraz w układzie nerwowym – jako

zmiany czasu przewodnictwa lub progu pobudliwości nerwów.

Działanie termiczne

Działanie termiczne drgań mechanicznych powstaje w wyniku

ograniczonej sprawności przemiany energii ruchu drgającego,

w którym część energii rozprasza się na ciepło. Odzwierciedle-

niem tych przemian jest swoisty dla każdej tkanki współczynnik

absorpcji, który obrazuje wielkość strat energii mechanicznej

REHABILITACJA W PRAKTYCE 4/2007

Sonoterapia

ZE ŚWIATA NAUKI

Jedną z form praktycznego wykorzystania sonorefleksoterapii

jest nadźwiękawianie segmentowo-przykręgosłupowe uwzględ-

niające segmenty od Th11-L5 oraz odogonowy schemat neuro-

terapeutyczny (rys. 6). Zabiegi stosowane są najczęściej w przy-

padkach zespołów krążkowo-korzeniowych, schorzeń kończyn

dolnych, w szczególności w chorobach niedokrwiennych, zwy-

rodnieniowych i zapalnych stawów, a także niewydolności tętni-

czo-żylnej kończyn dolnych.

tradźwięków stosuje się na aktualnie rozluźnione mięśnie biodra

i dolnej części brzucha.

• Pozycja rozciągająca przywodziciele – leżąc na plecach, cho-

ry zgina kończynę dolną w kolanie i stawia stopę na kolanie dru-

giej nogi, następnie luźno opuszcza ją na zewnątrz i kładzie na

podłodze. Aplikacja ultradźwięków dotyczy przywodzicieli, re-

agujących napięciem szczególnie w przypadku zmian zwyrod-

nieniowo-zapalnych w stawach biodrowych.

Skojarzone aplikacje ultradźwięków

Skojarzone aplikacje ultradźwięków polegają na synergicznym

stosowaniu sonoterapii z czynnikiem warunkującym wzrost

jej działania biologicznego. Takim czynnikiem może być spe-

cyficzne ułożenie ciała, zanurzenie w wodzie lub równocze-

sne stosowanie różnego rodzaju prądów impulsowych, diady-

namicznych i faradycznych, a także modyfikacja składu płynu

immersyjnego.

W wodzie

Biorąc pod uwagę fakt, że woda jest środowiskiem dobrze

przenoszącym energię ultradźwięków, od dawna do ich apli-

kacji stosuje się wanny ceramiczne do kąpieli kończyn gór-

nych i dolnych. Do zastosowań w terapii nie wolno stosować

wanien metalowych, a ceramiczne muszą być dobrze izolowa-

ne i posiadać gumowe korki. Wanna musi być duża, co oprócz

komfortu stosowania pozycji rozciągowych zapewnia natural-

ny sposób zabezpieczenia przed powstawaniem fal stojących,

wprowadzających niejednorodność pola zabiegowego. Ważną

i oczekiwaną cechą wody jest brak pęcherzyków powietrza

i odpowiednia temperatura (ok. 37°C), ponieważ niższa obni-

ża, a wyższa podnosi natężenie ultradźwięków. Należy uwa-

żać z dodatkami soli, ponieważ strumienie ultradźwięków

wywołują w skórze zjawiska sonoforetyczne. Ważnym czyn-

nikiem ochrony personelu jest zastosowanie gumowych ręka-

wic lub prętowego wysięgnika dla głowicy, aby zapewnić se-

parację rąk terapeuty.

W pozycjach rozciągniętych

Ultradźwięki mogą być stosowane w pozycjach, w których okre-

ślone stawy, mięśnie i ścięgna są rozciągnięte aż do maksymal-

nej pozycji krańcowej, z założeniem rozluźnienia mięśni za-

równo w klasach agonistów, jak i antagonistów. Rozluźnienie

wypracowywane jest stopniowo dzięki wspomagającym czyn-

nościom palpacyjnym. Przebywanie w pozycji rozciągniętej

powoduje adaptację sprzężenia elektromechanicznego mię-

śnia i kolejnych integratorów czucia wewnątrzścięgnistego

i wewnątrzpęczkowego, prowadząc do modyfikacji korowej

percepcji stanu mięśnia, a następnie sposobu kreacji projek-

cji zamiarowych sterujących napięciem mięśni bezpośrednio

poprzez motoneurony.

Powstały pod wpływem ultradźwięków masaż tkankowy da-

je efekty synergiczne z rozciągnięciem, warunkując nasilenie

procesów reparacyjnych, poprawę ukrwienia, a dzięki temu

wypłukiwanie produktów metabolizmu tkankowego i groma-

dzących się mediatorów bólowych. Aplikacja ultradźwięków

w seriach na rozciągnięte grupy mięśniowe może nasilać kon-

solidację odruchów warunkowych, które uruchamiają się już

po terapii podczas przybierania pozycji rozciągniętej (działając

bez ultradźwięków).

• Pozycja paczuszki – z pozycji na kolanach pacjent siada na

piętach, zwiesza głowę i wykonuje skłon tułowia do przodu, sta-

rając się dosięgnąć podłogi. Pozycję rozciągniętą uzyskuje wtedy,

gdy głowa i ramiona dotykają podłogi, a pośladki spoczywają na

piętach, przy mocno odwiedzionych kolanach. Celem tej pozycji

jest uzyskanie odprężenia okolicy lędźwiowej, ułatwienie i pogłę-

bienie ruchów oddechowych oraz przygotowanie do aplikacji ul-

tradźwięków na mięśnie biodrowo-lędźwiowe, pośladkowe i dol-

ną część prostownika grzbietu.

• Pozycja półksiężycowata – uzyskiwana jest z ułożenia na

brzuchu z ramionami zlokalizowanymi wzdłuż tułowia, poprzez

stopniowe, boczne odchylanie najpierw kończyn dolnych, póź-

niej ramienia, głowy i górnej części tułowia, prowadzące do rów-

nomiernego skręcenia kręgosłupa w bok i jednostronnego, bocz-

nego rozciągnięcia.

• Pozycja boczno-skrętna:

faza I – pozycją wyjściową jest ułożenie na boku z wyprost-

nym ułożeniem ramion i ud. Kończyna dolna na podłożu pozosta-

je wyprostowana, druga zostaje zgięta w biodrze pod kątem 90°

ze stopą opartą na rzepce drugiej kończyny i kolanem dotykają-

cym podłogi. W tej fazie wykonuje się aplikację ultradźwięków

od krętarza większego, grzbietem uda – do podudzia;

faza II – pacjent zmienia wcześniejszą pozycję, wykonując uło-

żenie górnej części tułowia na wznak z wyprostowanymi kończy-

nami górnymi ułożonymi na podłodze za głową. Pozycja ta rozwi-

ja plastyczność rotacji kręgosłupa, sprzyjając rozluźnieniu mięśni

piersiowych i poprawie biomechaniki oddychania. Aplikację ul-

Przezskórna terapia lekowa – jonoforeza

Zaplanowane do leczenia ultradźwiękami okolice skóry należy

pokryć środkiem immersyjnym, który wyrównuje zmianę pręd-

kości dźwięku na granicy pomiędzy aluminiowym czołem głowi-

cy a powierzchnią skóry. Jako substancji sprzęgającej używa się

oleju parafinowego, wazenolowego lub żelowych substancji po-

lianionowych. Wielkość cząsteczek substancji sprzęgającej po-

woduje, że pomimo poszerzenia porów skórnych, nie wnikają

one w obręb skóry.

Chcąc pogłębić lub zmodyfikować działanie fali dźwiękowej,

do płynu sprzęgającego można dodać określoną ilość leku, który,

przenikając poprzez poszerzone pory do tkanki, będzie wywoły-

wał w niej określone działanie farmakologiczne. Przenikanie le-

ku wymuszone jest kilkoma uzupełniającymi się mechanizma-

mi (rys. 7):

– poszerzenie porów skórnych, mieszków włosowych, ujść gru-

czołów potowych i kanałów jonowych przez zmiany ciśnienia

fali drgań,

– bodziec kinematyczny pulsującej fali ciśnienia dla cząsteczek

leków,

– sonoindukcja relaksacyjnych (krótkotrwałych) dipoli elektrycz-

nych w cząsteczkach leku,

– słaby efekt elektrokinetyczny skierowany do ciała dla dipoli

ujemnych (w stosunku do czoła głowicy posiadającej niewiel-

ki ładunek ujemny – potencjał elektrochemiczny Al – 1,66).

Skracanie czasu gojenia złamań

Prowadzone wieloośrodkowo od końca lat 70. badania do-

świadczalne udowodniły, że nadźwiękawianie świeżych zła-

mań może wydatnie skracać czas gojenia, a w sytuacjach utrud-

niających zrost może go wręcz warunkować. Wykazano, że

działanie to dotyczy głównie kości położonych płytko pod skó-

rą, słabo osłoniętych tkanką podskórną i mięśniową. Zwróco-

no uwagę, że stosując na szczelinę złamania (przez okienko

w gipsie) standardowe dawki 0,1-0,2 W/cm² przez dwie mi-

nuty, powtarzając zabieg co drugi dzień 6-10 razy w trakcie

unieruchomienia, oprócz szybszego zrostu uzyskiwano zna-

mienne statystycznie zmniejszenie częstotliwości pojawiania

się zespołu Sudecka.

38 REHABILITACJA W PRAKTYCE 4/2007

ZE ŚWIATA NAUKI

Spójna wiązka fal

sprężystych

Głowica

ultradźwiękowa

Substancja

immerysjna

Energia

wiązki

Stożek rozproszenia

energii w kolejnych

warstwach ciała

Rys. 1. Przybliżony rozkład energii fali ultradźwiękowej, początkowo ogniskowanej stożkowo na powierzchni

skóry przez układ soczewek oraz warstwę żelu immersyjnego, później rozchodzącej się w głąb tkanki,

uzyskując coraz niższe wartości energii w polu bliskim, pośrednim i dalekim

Rys. 5. Skórna percepcja drgań mechanicznych: a. mikrofotografia

receptora Pucciniego, b. schemat struktury blaszkowatej receptora,

c. sieć zakończeń nerwowych w skórze z licznymi receptorami

o strukturze blaszkowatej (preparat barwiony histochemicznie)

Rys. 2. Strefy możliwego rezonansu akustycznego: a. makrostruktura zolowo-żelowa jądra miażdżystego,

b. cytoszkielet komórkowy (barwiony histochemicznie)

Odogonowy schemat

terapeutyczny

Odgłowowy

i segmentarny schemat

terapeutyczny

Rys. 3 a. Strefy możliwego rezonansu akustycznego, b. rezonans molekularny w warstwach hydratacyjnych

białek, c. rezonans trwałych dipoli jonowych (lub powstawanie dipoli fonoindukcyjnych)

Rys. 6. Sonorefleksoterapia wykonywana w oparciu o schemat:

a. podogonowy, b. odgłowowy i segmentarny. Schemat odgłowo-

wy, choć dający silne reakcje na pobudzenie, jest kwestionowany

z uwagi na częste powikłania ze strony układu naczyniowego. Nie

jest również polecany przez autora

Głowica

ultradźwiękowa

Warstwa

leku

Pacjent

-1,66V

Sonoindukcja

ładunku

elektrycznego

Warstwa

skóry

Rys. 4. Strefy możliwego rezonansu akustycznego: a. centra aktywne enzymów, b. receptory immunoglo-

bulin, c. fonoindukcja prądów pierścieniowych w cząsteczkach związków aromatycznych

Rys. 7. Powstawanie dipoli fonoindukcyjnych w warstwie płynu im-

mersyjnego na powierzchni skóry: a. schemat zabiegu, b. potencjał

elektrokinetyczny dla dipoli o wypadkowym ładunku ujemnym

REHABILITACJA W PRAKTYCE 4/2007

ZE ŚWIATA NAUKI

Wykorzystanie kości do przewodzenia drgań

W przypadku złamań zlokalizowanych w środkowej części trzo-

nu kości mocno osłoniętej tkanką mięśniową i tłuszczową dostęp

bezpośredni nadźwiękawiania do szczeliny złamania jest bardzo

utrudniony. Można wówczas skorzystać z metody pośredniej, sto-

sując przyłożenie aplikatora do leżącego płytko pod skórą końca

nasady bliższej lub dalszej, uzupełniając terapię o schemat seg-

mentowy.

– prądywysokonapięciowe,

– prądymikroimpulsowe,

Podstawową zasadą terapii skojarzonej jest:

– w stanach ostrych i pourazowych – stosowanie prądów impul-

sowych, mikroimpulsowych, wysokonapięciowych (z ostrożno-

ścią – diadynamicznych), wyłącznie w dawkach progowych

dla punktów motorycznych mięśni i spustowych bólu,

– w stanach podostrych i przewlekłych – wszystkie ww. prądy

należy stosować w dawkach ponadprogowych.

Zalety terapii skojarzonej:

– drgania mechaniczne w skojarzeniu z punktowym potencjałem

elektrycznym powodują sensybilizację receptorów w punktach

spustowych bólu,

– skojarzone działanie dwóch rodzajów energii na układ lame-

larny receptorów dotyku i bólu powoduje szybszą i bardziej

zdecydowaną odpowiedź receptora, co sprzyja jego dokład-

nej lokalizacji,

– mechaniczne pobudzenie receptora skojarzone z obniżają-

cym próg pobudliwości potencjałem pola elektrycznego uła-

twia konsolidację bodźca i aktywację odruchów naprawczych

zlokalizowanych na poziomie integratorów rdzenia kręgowe-

go i podwzgórza.

Wykorzystanie gwoździ śródszpikowych

do przewodzenia drgań

W przypadkach złamań wieloodłamowych i przemieszczonych,

gdzie zastosowano metodykę osteosyntezy śródszpikowej przy

pomocy gwoździa, istnieje prosta metoda wspomagania zrostu

polegająca na bezpośredniej aplikacji ultradźwięków na główkę

gwoździa, stosując dawki 0,1-0,3 W/cm² w czasie 3 minut co dru-

gi dzień, wspomagając schematem segmentowym.

Połączenie z elektroterapią

Zabiegi ultradźwiękowe skojarzone z elektroterapią zostały

wprowadzone przez Junga i Gerlicha w Niemczech jako roz-

winięcie idei sonoforezy. W związku z nowym zastosowaniem

uległ przebudowie aplikator ultradźwiękowy. Do metalowe-

go czoła głowicy wprowadzono opcję podłączenia elektrody

czynnej modułu elektroterapii, podczas gdy elektroda bierna,

zazwyczaj o powierzchni około 50 cm², podłączana jest w spo-

sób niezależny. Sterowanie torem ultradźwiękowym i elektrycz-

nym odbywa się ze wspólnego modułu zegarowego, gdzie pla-

nowany jest czas zabiegu. Najczęściej stosowane są następujące

typy prądów:

– prądy impulsowe średniej częstotliwości,

– prądydiadynamiczne,

A NDRZEJ D YSZKIEWICZ

Instytut Informatyki i Nauki o Materiałach Uniwersytetu Śląskiego

Zakład Komputerowych Systemów Biomedycznych

Instytut Fizjoterapii Politechniki Opolskiej

Laboratorium Biotechnologii

Specjalistyczny Niepubliczny

Zakład Opieki Zdrowotnej „VIS”

Piśmiennictwo u autora i w „RwP+” (www.rehabilitacja.elamed.pl)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: