การรักษาด้วยคลื่นอัลตราซาวด์

การบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UZT) เป็นวิธีการทางกายภาพบำบัดที่ใช้การสั่นสะเทือนทางกลความถี่สูงของอนุภาคของตัวกลาง คลื่นเสียงความถี่สูงเป็นการสั่นสะเทือนทางกลแบบยืดหยุ่นของอนุภาคของตัวกลางที่มีความถี่สูงกว่า 16 kHz ซึ่งอยู่นอกขีดจำกัดการได้ยินของหูมนุษย์

ระบบการได้ยินของมนุษย์สามารถรับรู้เสียง การสั่นสะเทือนทางกลที่ไม่เกิน 16 kHz สัตว์ที่ใช้ชีวิตกลางคืนจะอาศัยอยู่ในถ้ำ ในน้ำ และรับรู้เสียงที่มีความถี่สูงกว่า (32 kHz ขึ้นไป) เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลและระบุตำแหน่งด้วยเสียงสะท้อน

ในสภาวะธรรมชาติ คลื่นอัลตราซาวนด์จะเกิดขึ้นในระหว่างแผ่นดินไหว การระเบิดของภูเขาไฟ และในระหว่างกระบวนการทางเทคโนโลยี เช่น การทำงานของเครื่องมือกล เครื่องยนต์จรวด เป็นต้น สำหรับวัตถุประสงค์ทางเทคนิค คลื่นอัลตราซาวนด์จะได้รับจากเครื่องส่งพิเศษ โดยจะแบ่งออกเป็นพลังงานกลและพลังงานไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงาน ในเครื่องส่งพลังงานกล แหล่งคลื่นอัลตราซาวนด์คือพลังงานของกระแส ก๊าซ ของเหลว (นกหวีด ไซเรน) ในตัวแปลงไฟฟ้า คลื่นอัลตราซาวนด์จะได้รับจากการใช้กระแสไฟฟ้ากับวัตถุที่ทำจากเหล็ก นิกเกิล และวัสดุอื่นๆ ผลพีโซอิเล็กทริกเป็นพื้นฐานของเครื่องส่งที่ทำจากแผ่นควอตซ์ แบเรียมไททาไนต์ ทัวร์มาลีน และวัสดุอื่นๆ ซึ่งภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าสลับ จะเปลี่ยนขนาดและทำให้เกิดการสั่นสะเทือนทางกลของตัวกลางความถี่อัลตราซาวนด์

กลไกการออกฤทธิ์ของคลื่นอัลตราซาวนด์

กายภาพบำบัดใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ที่มีความถี่ 800-3000 kHz (0.8-3 MHz) ในด้านความงาม ความถี่ของคลื่นอัลตราซาวนด์สำหรับอุปกรณ์ทุกชนิดจะคงที่ โดยทั่วไปจะใช้ความถี่ตั้งแต่ 25-28 kHz ถึง 3 MHz

หน้าที่ของเครื่องอัลตราซาวนด์

1. การทำงานทางกล (การกระทำเฉพาะของคลื่นอัลตราซาวนด์) การสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นของช่วงคลื่นอัลตราซาวนด์อันเนื่องมาจากความชันสูงของแรงดันเสียงและความเค้นเฉือนที่สำคัญในเนื้อเยื่อทางชีวภาพทำให้สภาพการนำไฟฟ้าของช่องไอออนของเยื่อหุ้มเซลล์ต่างๆ เปลี่ยนแปลงไปและทำให้เกิดการไหลของสารเมตาบอไลต์ในไซโทซอลและออร์แกเนลล์ (การนวดเนื้อเยื่อด้วยไมโคร)

ผลทางกลของคลื่นอัลตราซาวนด์ในระดับเนื้อเยื่อ:

• การเร่งการไหลเวียนโลหิตในท้องถิ่น
• การเร่งการไหลเวียนของน้ำเหลือง;
• การทำให้กระบวนการสร้างคอลลาเจนและอีลาสตินเป็นปกติ (คอลลาเจนและเส้นใยอีลาสตินที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกจะมีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงเพิ่มขึ้น 2 เท่าหรือมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเนื้อเยื่อที่ไม่ได้รับการสั่นสะเทือน)
• การกระตุ้นระบบประสาท (ลดการบีบอัดของตัวนำประสาทรับความรู้สึกเจ็บปวดในบริเวณที่ได้รับผลกระทบ)

ในระดับเซลล์ กระบวนการต่อไปนี้เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของคลื่นอัลตราโซนิก:

• การแตกของพันธะระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรงและอ่อนแอ
• การลดลงของความหนืดของไซโทซอล (thixotropy)
• การเปลี่ยนผ่านของไอออนและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพไปสู่สถานะอิสระ
• เพิ่มการจับตัวของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
• การกระตุ้นกลไกต้านทานภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะ
• การกระตุ้นเอนไซม์เยื่อหุ้มเซลล์ (รวมถึงการกระตุ้นเอนไซม์ไลโซโซมของเซลล์)
• การดีโพลีเมอไรเซชันของกรดไฮยาลูโรนิก (ลดและป้องกันการคั่งค้างระหว่างเนื้อเยื่อ)
• การสร้างไมโครสตรีมเสียง
• การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างน้ำ
• การกระตุ้นการเคลื่อนไหวของไซโทพลาสซึม การหมุนของไมโตคอนเดรีย และการสั่นของนิวเคลียสเซลล์
• เพิ่มการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์

การเคลื่อนที่ของโมเลกุลทางชีวภาพในเซลล์ที่เร่งด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์จะเพิ่มโอกาสในการมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาผลาญ การเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติการทำงานของช่องไอออนที่ไวต่อแรงกดของโครงร่างเซลล์ที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการสั่นสะเทือนของคลื่นอัลตราซาวนด์จะเพิ่มอัตราการขนส่งเมตาบอไลต์และกิจกรรมเอนไซม์ของเอนไซม์ไลโซโซม และกระตุ้นการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

2. เมื่อความเข้มของอัลตราซาวนด์เพิ่มขึ้นที่ขอบเขตของสื่อทางชีวภาพที่มีความหลากหลาย จะเกิดคลื่นเฉือน (ตามขวาง) ที่ลดทอนลง และความร้อนจำนวนมากจะถูกปลดปล่อยออกมา - ฟังก์ชันความร้อนของอัลตราซาวนด์

เนื่องจากการดูดซับพลังงานการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกอย่างมีนัยสำคัญในเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยโมเลกุลที่มีมิติเชิงเส้นขนาดใหญ่ อุณหภูมิจึงเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส

ความร้อนส่วนใหญ่จะถูกปลดปล่อยออกมาไม่ใช่ในเนื้อเยื่อที่มีความหนาเป็นเนื้อเดียวกัน แต่ที่ส่วนต่อประสานของเนื้อเยื่อที่มีค่าความต้านทานเสียงต่างกัน เช่น ในชั้นผิวเผินที่อุดมไปด้วยคอลลาเจนของผิวหนัง พังผืด แผลเป็น เส้นเอ็น เยื่อหุ้มข้อ กระดูกอ่อนข้อ และเยื่อหุ้มกระดูก ซึ่งจะช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและขยายขอบเขตของความเครียดทางสรีรวิทยา (vibrothermolysis) การขยายตัวของหลอดเลือดในบริเวณที่ไหลเวียนโลหิตในระดับจุลภาคส่งผลให้การไหลเวียนของเลือดในเนื้อเยื่อที่มีหลอดเลือดไม่เพียงพอเพิ่มขึ้น (2-3 เท่า) การเผาผลาญเพิ่มขึ้น ความยืดหยุ่นของผิวหนังดีขึ้น และอาการบวมน้ำลดลง

ความร้อนประมาณ 80% จะถูกดูดซับและพาออกไปทางกระแสเลือด ส่วนที่เหลืออีก 20% จะถูกระบายออกไปยังเนื้อเยื่อบริเวณใกล้เคียง ผู้ป่วยจะรู้สึกอุ่นเล็กน้อยระหว่างขั้นตอนการรักษา

ผลกระทบจากความร้อนในระดับเนื้อเยื่อและเซลล์:

• การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการแพร่กระจาย
• การเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมี
• การเกิดขึ้นของการไล่ระดับอุณหภูมิ (สูงถึง 1 องศาเซลเซียส)
• การเร่งความเร็วของการไหลเวียนโลหิตในระดับจุลภาค

อัตราส่วนของส่วนประกอบความร้อนและส่วนประกอบที่ไม่ใช่ความร้อนของการกระทำของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกจะถูกกำหนดโดยความเข้มของการแผ่รังสีหรือโหมด (ต่อเนื่องหรือเป็นพัลส์) ของการกระทำ

3. หน้าที่ทางฟิสิกเคมี หน้าที่ทางชีวเคมีของอัลตราซาวนด์ส่วนใหญ่มาจากความสามารถในการตอบสนองของการสร้างและการย่อยสลาย

การสร้างเนื้อเยื่อเป็นกระบวนการที่ทำให้โมเลกุลที่เหมือนกันและคล้ายคลึงกันรวมศูนย์กัน การให้คลื่นอัลตราซาวนด์ในปริมาณเล็กน้อยจะเร่งการสังเคราะห์โปรตีนภายในเซลล์ ฟื้นฟูเนื้อเยื่อที่ได้รับบาดเจ็บและอักเสบ ในขณะที่การให้คลื่นอัลตราซาวนด์ในปริมาณเล็กน้อยจะกระตุ้นการสังเคราะห์เส้นใยอีลาสตินและคอลลาเจน เพิ่มการไหลเวียนของเลือด คลายเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและเพิ่มการทำงานของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เพิ่มฤทธิ์ต้านการอักเสบ บรรเทาอาการเจ็บปวด แก้ปวด และคลายกล้ามเนื้อ

แคแทบอลิซึมเป็นกระบวนการที่ลดความหนืดและปริมาณของโมเลกุลขนาดใหญ่ (เพื่อให้ความเข้มข้นของสารยาหรือผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางลดลง) และเร่งการใช้ประโยชน์ นอกจากนี้ ยังสังเกตได้ว่าอัลตราซาวนด์มีผลดังต่อไปนี้:

• ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
• เร่งกระบวนการเผาผลาญ;
• เปลี่ยนค่า pH ของเนื้อเยื่อให้เป็นด่าง (บรรเทากระบวนการอักเสบในผิวหนังหลังจากสัมผัสกรด)
• ส่งเสริมการก่อตัวของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
• ส่งเสริมการจับตัวของอนุมูลอิสระ
• สลายโมเลกุลของยา
• การออกฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (เนื่องจากคลื่นอัลตราโซนิกและยาสามารถแทรกซึมเข้าไปในสภาพแวดล้อมของแบคทีเรียได้)