95116 (Модернізація апарату для ультразвукової терапії шляхом удосконалення блоку живлення), страница 7

Прискорення розсмоктування набряків.

Ультразвук може прискорити розсмоктування набряків, викликаних ушкодженнями м'яких тканин, що швидше за все обумовлене збільшенням кровотоку або місцевими змінами в тканинах під дією акустичних мікро струмів.

Загоєння переломів.

При експериментальному дослідженні переломів малої гомілкової кісти в пацюків було виявлено, що ультразвукове опромінення під час запальної і ранньої проліферативної фаз прискорює й поліпшує видужання. Кісткова мозоль у таких тварин містила більше кісткової тканини і менше хрящів. Однак у пізній проліферативній фазі приводило до негативних ефектів - посилювався ріст хрящів і затримувалося утворення кісткової тканини.

Застосування ультразвуку в хірургії.

Ультразвук, застосовуваний у медицині, може бути умовно розділений на ультразвук низьких і високих інтенсивностей. Основна задача застосування ультразвуку низьких інтенсивностей (0,125 - 3,0 Вт/см²) - нагрівання, що не ушкоджує, або які-небудь нетеплові ефекти, а також стимуляція й прискорення нормальних фізіологічних реакцій при лікуванні ушкоджень. При більш високих інтенсивностях (> 5 Вт/см²) основна мета - викликати кероване виборче руйнування в тканинах.

Перший напрямок містить у собі більшість застосувань ультразвуку у фізіотерапії і деякі види терапії рака, друге - ультразвукову хірургію.

Існують дві основні області застосування ультразвуку в хірургії. У першій з них використовується здатність сильно сфокусованого пучка ультразвуку викликати локальні руйнування в тканинах, а в другий механічні коливання ультразвукової частоти накладаються на хірургічні інструменти типу лез, пилок, механічних наконечників.

Хірургія за допомогою сфокусованого ультразвуку.

Хірургічна техніка повинна забезпечувати керованість руйнування тканин, впливати тільки на чітко обмежену область, бути швидкодіючою, викликати мінімальні втрати крові. Могутній ультразвук має більшість з цих якостей.

Можливість використання сфокусованого ультразвуку для створення зон ураження в глибині органа без руйнування вище лежачих тканин вивчено в основному в операціях на мозку. Пізніше операції проводилися на печінці, спинному мозку, нирках і оці.

Застосування сфокусованого ультразвуку.

Вплив сфокусованим ультразвуком застосовувалося в експериментальній нейрохірургії для вивчення функцій мозку і для перерізання мозолистого тіла при вивченні поведінкових реакцій. Використання цієї методики для лікування людей частково лімітовано необхідністю видаляти частину черепа для створення акустично прозорого "вікна", через яке можна було б пропускати ультразвуковий пучок.

Хвороба Мен’єра.

Замість традиційної хірургії ультразвук може застосовуватися і при лікуванні хвороби Мен’єра. Сутність хвороби полягає в порушеннях у внутрішнім вусі, що приводить до приступів запаморочення. Тонкий ультразвуковий пучок великої інтенсивності направляється на латеральний напівкруглий канал вуха для руйнування нейроепітелію крісти й макули в лабіринті. Для цього методу лікування дуже важлива точна дозиметрія, оскільки поблизу напівкруглого каналу проходить лицьовий нерв і руйнування цього нерва веде до лицьового паралічу. При методиці, описаної Арсланом, у сосцьовидному відростку скроневої кісти пророблюється жолобок у який уводиться ультразвуковий випромінювач. Це дозволяє опромінити лабіринт. Нервові закінчення в ньому руйнуються, пацієнти на тривалий час рятуються від запаморочень. Відсоток вилікуваних високий і складає від 67 до 95%, при цьому слух не змінюється.

Хвороба Паркінсона.

Неконтрольовані посмикування голови й кінцівок, що є симптомами цієї хвороби, можна ліквідувати, порушивши діяльність деяких глибинних ділянок мозку.

Інструментальна ультразвукова хірургія

Ультразвукові хірургічні інструменти складаються звичайно з напівхвильового магнітострикційного або п’єзокерамічного перетворювача, зв'язаного з хвилеводом, що має робочий наконечник, форма якого відповідає виконуваним операціям. Амплітуда коливання наконечника може складати від 15 до 350 мкм, а робоча частота вибирається з діапазону до 30 кГц.

Оскільки тертя між двома поверхнями зменшується, якщо одна з поверхонь коливається, то застосування ультразвукових інструментів для розрізу вимагає менших зусиль у порівнянні з традиційними скальпелями. Висока температура, що досягається на кінці ультразвукового скальпеля, може припікати судину до 2 мм у діаметрі. Це зменшує кровотечу в операційній зоні, і таким чином, полегшує проведення операції.

Перевага ультразвукової техніки в порівнянні з кріохірургічною полягає в тому, що кінчик скальпеля не прилипає до тканини, і поверхні розрізу не піддаються додатковим травмам.

Перевага ультразвукового скальпеля в порівнянні з лазерною хірургією полягає в тім, що хірург почуває опір тканини при її розрізі і тому руйнування тканини краще контролюється.

Ультразвукові інструменти знайшли безліч застосувань у клініці, серед яких можна виділити дві великі області. До першої відноситься аспірація (видалення) тканин. Тут найбільш розповсюдженим випадком використання ультразвуку є видалення катаракти з кристалика ока - факоемульсіфікація. Кінчик інструмента робиться у формі порожньої трубочки, що вставляється в невеликий отвір в оці. Кінчик вібрує, руйнуючи кристалик, і невеликі його фрагменти всмоктуються через трубочку. Аналогічна методика може бути використана і для зменшення обсягу твердої пухлини, наприклад, ректальної.

До другої області застосування ультразвукових інструментів відноситься розрізування тканин. Достоїнством тут є малі втрати крові. Метод успішно застосовується на таких багатих судинами органах, як печінка й селезінка. Він використовується також при трахеотомії, тонзилектомії, при операціях на легенях, бронхах, грудній клітці й оці. Для різання кісти може застосовуватися ультразвукова пилка. При порівняльному дослідженні було знайдено, що поверхня розрізу, зробленого ультразвуковою пилкою, була шорсткуватіше, чим зроблена звичайною пилкою, однак вона не містила видимих мікро тріщин. Ультразвукова пилка працює більш плавно, і з її допомогою легше здійснювати точну остеотомію.

Ультрафонофорез.

Ультрафонофорез - це одночасний вплив на організм ультразвуком і лікарськими препаратами. Ультразвукові коливання збільшують проникність шкіри для частинок лікарської речовини: вони легко проникають в організм і накопичуються, утворюючи "шкірне депо", потім ліки поступові з депо надходять у кров. Важливо правильно вибрати дозування препарату, частоту й режим роботи.

Застосування ультразвуку в стоматології.

Уперше Циннер у 1955 році запропонував використовувати ультразвук для лікування періодонтиту; він же запропонував використовувати його для видалення каменів.

Інструмент, використовуваний для лікування зубів, складається зі стрижневого ультразвукового перетворювача і має на кінці наконечник. У наконечнику збуджуються повздовжні коливання на частоті в діапазоні 25 - 42 кГц і з амплітудою в області 6 - 100 мкм. Ультразвук дозволяє зчистити й видалити налиплі скупчення з поверхні зубів і їхніх коренів. Наконечником можна чистити, стирати й шліфувати зуби, рятуючи їх від каменів, бляшок, залишків їжі, плям і розм'якшеного цементу. Фотомікрографічні дослідження показали, що після ультразвукового очищення поверхня зуба стає більш гладкої, чим після ручної обробки. Ультразвукові інструменти можуть використовуватися для вискоблювання патологічного зубодесневого карману. У цьому випадку наконечник може прикладатися до м'якої тканини для того, щоб зробити слабкий опік.

Використання ультразвуку для лікування раку.

Ультразвук достатньої інтенсивності може нагріти будь-яку локалізовану область тканини до використовуваних у гіпертермії температур (більше 42^оС). З технічної точки зору перевага ультразвуку перед електромагнітним нагріванням полягає в тому, що виділення енергії в середовищі може бути краще локалізовано, при необхідності можна використовувати фокусування.

Завдання полягає в тім, щоб рівномірно нагріти весь обсяг пухлини до деякої постійної температури за умови, щоб температура нормальної тканини підтримувалася на фізіологічно прийнятному рівні. Є вказівки на те, що крім чисто температурної дії ультразвук може володіти і деяким цитотоксичним ефектом.

Лі, опромінюючи ультразвуком in vitro клітини, показав, що відсоток клітин, що втратили репродуктивну здатність при нагріванні ультразвуком більший, у порівнянні з клітинами, нагрітими іншим способом.

Маються дані, що використання рентгенівського опромінення в комбінації з використанням ультразвуку при лікуванні раку дає більший ефект, у порівнянні з тими випадками, коли ці методи використовувалися по окремості.

Механізм руйнування тканин

При порівнянні даних по граничним інтенсивностях, при яких відбувається руйнування тканин, виявилося, що при інтенсивностях звуку менше 2103 Вт/см² і часу експозиції менше 410^-2 с працює кавітаційний механізм, а у випадку, коли час експозиції перевищує 1с, а інтенсивність звуку менше, ніж 200 Вт/см² працює механізм теплового руйнування. У проміжній області механізм руйнування не ясний. Під акустичною кавітацією розуміють утворення й активацію газових або парових порожнин (пухирців) у середовищі, що піддається ультразвуковому впливові.

По загальноприйнятій термінології існують два типи активності пухирців: стабільна кавітація і колапсуюча, або не стаціонарна кавітація, хоча границя між ними не завжди чітко обкреслена.

Стабільні порожнини пульсують під впливом тиску ультразвукового поля. Радіус пухирця коливається біля рівноважного значення, порожнина існує протягом значного числа періодів звукового поля. З активністю такої стабільної кавітації може бути зв'язане виникнення акустичних мікро потоків і високих напругах зсуву.

Колапсуючі або нестаціонарні порожнини осцилюють нестійко біля своїх рівноважних розмірів, виростають у кілька разів і енергійно захлопуються. Захлопуванням таких пухирців можуть бути обумовлені високі температури й тиски, а також перетворення енергії ультразвуку у випромінювання світла або хімічні реакції.

На порошинах і домішкових частках, що містяться в рідинах можуть існувати мікро тріщини. Надлишковий тиск усередині часточок, що задається s/R, де R - радіус часточок і s - коефіцієнт поверхневого натягу, малий, але під дією звуку досить високої інтенсивності газ може накачуватися в них і порожнини можуть рости. Було показано, що інтенсивність звуку, необхідна для одержання кавітації, помітно підвищується при збільшенні чистоти рідини.

Малі пухирці можуть рости внаслідок процесу, називаного випрямленою, або спрямованої, дифузією. Пояснення цього явища полягає в тому, що за період акустичного поля газ по черзі дифундує в пухирець під час фази розрядження і з пухирця під час фази стиску. Тому що поверхня пухирця у фазі розрядження максимальна, сумарний потік газу спрямований усередину пухирця, тому пухирець росте. Щоб пухирець ріс за рахунок випрямленої дифузії, амплітуда акустичного тиску повинна перевищити граничне значення. Поріг випрямленої дифузії і визначає поріг кавітації.

Мікроскопічна структура руйнувань.

Вивчення зони уражень під мікроскопом, виконане Уорвіком і Пондом, показує, що руйнування мають структуру "острів" і "рів", причому існує різка границя між нормальною й ураженою тканиною. У мозковій тканині "острів" являє собою коагульовану центральну частину, а "рів" характеризують розпушення цитоплазми нервових клітин. Вивчення тканини за допомогою електронного мікроскопа показує, що спочатку руйнуються мітохондрії; вони набухають і здобувають низьку електронну щільність. Однак у мозку найбільш чуттєвими виявляються синапси і вони руйнуються ще раніш.

ФІЗІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЛІКУВАЛЬНОГО ЗАСТОСУВАННЯ НИЗЬКОЧАСТОТНОГО УЛЬТРАЗВУКУ.

Потрапляючи в живий організм, низькочастотний ультразвук робить на нього комплексний біологічний вплив: мікромасаж клітинних структур, тепловий ефект, хімічні впливи.

Озвучування низькочастотним ультразвуком підвищує проникність клітинних мембран, прискорює процеси дифузії у клітках, процеси біохімічного окислювання, підсилює проникнення в шкіру рідких ліків, викликає мікро акустичні потоки, капілярні ефекти.

ПОКАЗАННЯ Й ПРОТИПОКАЗАННЯ ДО УЛЬТРАЗВУКОВОЇ НИЗЬКОЧАСТОТНОЇ ТЕРАПІЇ.

1. Ультразвукова хронічних запальних процесах жіночих статевих органів:

хронічних кольпіті, уретриті, циститі;

хронічних ендометриті, лараметриті;

хронічному аднекситі;

хронічному спаєчному пельвіоперитоніті;

епітеліальних дисплазіях шийки матки;

щирих доброякісних ерозіях шийки матки;

трубній безплідності;

краурозі зовнішніх полових органів.

2. Ультразвукова низькочастотна терапія показана: у післяопераційному періоді на область рани з метою попередження інфільтративних утворень і прискорення репаративних процесів.

3. Ультразвукова низькочастотна терапія протипоказана при:

гострому запальному процесі жіночих статевих органів;

злоякісних новоутвореннях жіночих статевих органів;