Главная > СВЧ, ультразвук, аккустика > Применение ультразвука в медицине: Физические основы
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

13.3.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКА В ФИЗИОТЕРАПИИ

Ультразвук в физиотерапии применяется главным образом при лечении повреждений мягких тканей, для ускорения заживления ран, для рассасывания отеков, для размягчения рубцов и во многих других случаях. Он применяется также при костных патологиях и нарушениях кровообращения.

13.3.2.1. Повреждения мягких тканей

Одно из наиболее распространенных применений ультразвука в физиотерапии — это ускорение регенерации тканей и заживления ран. Общие соображения в пользу такого применения недостаточно серьезны, хотя проведенные Дайсон и др. [16—18] экспериментальные исследования весьма интересны. Так, из обеих ушных раковин кролика вырезались кусочки тканей, после чего одно ухо облучалось ультразвукам, а другое оставалось в качестве контрольного. На рис. 13.3 показан ход заживления облученного уха в сравнении с контрольным. На графике видны два подъема в скорости заживления. Наибольшая скорость заживления наблюдалась при облучении импульсным ультразвуком интенсивностью в режиме (сигнал пауза), но и непревывное облучение интенсивностью приводило к близкому результату. Облучение в импульсном режиме интенсивностью приводило к увеличению пораженного участка. Все три испытываемых режима имели одну и ту же среднюю по времени интенсивность. Облучение ультразвуком интенсивностью в импульсном режиме приводило к более быстрому заживлению раны, чем при интенсивности 0,25; 1,5; 2 или 4 Вт/см2 в том же режиме.

Восстановление ткани лучше всего описать с помощью трех перекрывающихся фаз. В течение воспалительной фазы фагоцитарная активность макрофагов и полиморфонуклеарных лейкоцитов ведет

Рис. 13.3. Влияние ультразвука на заживление тканей уха кролика при различных режимах облучения с эквивалентной тепловой дозой. По вертикальной оси отложено К — отношение площади заживления в облученном ухе к площади заживления в контрольном ухе. 1 — Непрерывный звук, ; 2 - импульс пауза импульс пауза [18].

к удалению клеточных фрагментов и патогенных частиц. Переработка этого материала происходит главным образом при помощи лизосомальных ферментов макрофагов. Известно, что ультразвук терапевтических интенсивностей может вызывать 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. Образуется гранулированная ткань и 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.

В работе [42] показано, что если первичные диплоидные фибробласты человека облучить ультразвуком частотой и интенсивностью то количество синтезированного белка увеличится. Исследование облученных клеток в электронном микроскопе показало, что по сравнению с контрольными клетками в них содержится больше свободных рибосом, больше растяжение грубого эндоплазматического ретикулума, больше цитоплазменная

вакуолизация, больше автофаговых вакуолей и больше повреждений лизосомальных мембран и митохондрий. В последующих работах той же группы [90, 91] показано, что кавитация может стимулировать синтез коллагена. В работе [89] увеличение синтеза коллагена наблюдалось после ультразвукового облучения фибробластов in vivo. В работах [74, 75] приведены экспериментальные свидетельства того, что ультразвук стимулирует грануляцию ткани.

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. Это ведет к уменьшению растяжимости и эластичности рубца по сравнению с нормальной окружающей тканью. Есть доказательства, что рубцовая ткань, формировавшаяся при воздействии ультразвука, прочнее и эластичнее по сравнению с «нормальной» рубцовой тканью. Это показывает, что ультразвук влияет на расположение новообразующего коллагена и помогает процессу восстановления.

Драстичова с соавт. [12] исследовали влияние ультразвука на прочность рубцов у морских свинок. Разрезы на их спинках облучались на третий или четвертый день после операции. Разрывное усилие облученных рубцов составляло 189% от контрольных в одной серии опытов и 271% в другой. Дайсон с соавт. [19] изучали воздействие ультразвука на заживление криохирургических повреждений у крыс. Поврежденные участки облучались на 0, 1, 3, 5 и 7 дни. Разрывное усилие рубцовой ткани через составляло 109% прочности контрольного рубца, через от его прочности. Спустя прочность облученных рубцов достигала 42% прочности нормальной кожи в том же месте.

К сожалению, несмотря на широкое использование ультразвука в терапии, было проведено всего несколько широкомасштабных клинических наблюдений. Одно из них было посвящено лечению хронических варикозных язв на ногах [15]. Язвы облучались ультразвуком частотой интенсивностью в импульсном режиме После 12 сеансов лечения (3 раза в неделю на протяжении 4 недель) средняя площадь язв составляла от их первоначальной площади, в то время как площадь контрольных язв уменьшилась всего до . Измеренное увеличение температуры в облучаемых зонах не превышало

1° С. Такое увеличение температуры, вызванное другими способами, совершенно недостаточно для наблюдаемой стимуляции заживления, что доказывает нетепловой характер механизма воздействия. В работе [30] было показано, что ультразвук может способствовать приживлению пересаженных лоскутов кожи на краях трофических

С некоторым успехом ультразвук используется для размягчения и увеличения эластичности рубцов и контрактур [6, 67, 76]. Несмотря на достаточную универсальность этого эффекта, механизм воздействия в этом случае неясен; возможно, он связан с комбинацией умеренного нагрева и явления, описанного ранее в этой главе.

Считается, что ультразвук может быть полезен при рассасывании отеков, вызванных повреждениями мягких тканей. В работе [29] было проверено это широко распространенное утверждение (см., например, [71]). Искусственно созданная опухоль у крыс облучалась ультразвуком интенсивностью на частотах в импульсном режиме. Был установлен частотнозависимый эффект: единственной эффективной оказалась частота Характеристики импульсного режима или на эффект не влияли. Механизм, ответственный за рассасывание опухоли, остался невыясненным. Возможно, он обусловлен увеличением кровотока или местными изменениями в тканях под действием акустических микропотоков.

Без более строгих научных исследований этих и других известных явлений все рассуждения о механизмах, приводящих к положительному терапевтическому эффекту (если таковой существует), будут оставаться чисто умозрительными. Только понимание механизмов взаимодействия ультразвука с биологическими тканями позволит получить максимальный лечебный эффект.

13.3.2.2. Костные повреждения

Восстановление повреждений мягких и костных тканей имеет много общего. Оба процесса включают в себя воспалительную, пролиферационную и восстановительную фазы. Хотя и это подобие, и тот факт, что в процессах участвуют однотипные клетки, подталкивали к тому, чтобы исследовать возможность применения ультразвука для лечения костных повреждений, публикаций на эту тему очень мало.

При экспериментальном исследовании переломов малой берцовой кости у крыс было обнаружено, что ультразвуковое облучение

во время воспалительной и ранней пролиферационной фаз ускоряет и улучшает выздоровление. Костная мозоль содержала больше костной ткани и меньше хрящей. Однако облучение в поздней пролиферационной фазе приводило к негативным явлениям — усиливался рост хрящей и задерживалось образование костной массы [14]. Обнаружено также, что облучение ультразвуком интенсивностью длительностью 5 мин в импульсном режиме более эффективно на частоте чем на частоте 3 МГц. Это позволяет предположить нетепловой механизм воздействия, хотя природа его точно не установлена.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление