Ultrahangos terápia (10
RÉSZLETES PÉLDÁK A KEZELÉSRŐL.
Ez a terápiás útmutató elsősorban az Enraf-Nonius ultrahang berendezés használatával kapcsolatos alapvető információkat nyújtja.
Az ultrahangra vonatkozó információ iránti növekvő szükséglet kapcsán szükségessé vált részletesebb magyarázatot adni a kérdésről.
Hálásak vagyunk R. Hoogland számára az elmélet és a gyakorlati alkalmazások leírásához.
Definíció. A "hanghullámok" mechanikai oszcillációkat mutatnak rugalmas közegben.
Ezek a hosszanti hullámok a dobhártya rezgését okozhatják.
Ezek hang ingadozások. A 20 Hz alatti frekvencia infravörös, a Hz fölötti frekvenciák ultrahangosak. Ez az ultrahang-frekvencia tartomány a személy füléhez kapcsolódik. Ő szubjektív és önkényes. Ezt megerősíti az a tény is, hogy a hallható hangok tartománya csökken a korral.
Definíció. Az "ultrahangos terápia" 20 kHz-es frekvenciájú mechanikus rezgésekkel konzervatív kezelés.
A gyakorlatban a kezelések frekvenciája 0,7-3 MHz. Vannak azonban diagnosztikai és terápiás berendezések, amelyek 5 kHz-től 10 MHz-ig terjedő frekvenciákat használnak.
Definíció. Az "ultraphonophoresis terápia" konzervatív kezelés a szervezetbe injektált gyógyszerek segítségével ultrahang energia.
Definíció. "Ultrahangos diagnosztika": a test helyének ultrahangos beolvasása a kóros elváltozások feltárása céljából.
Kívánt esetben ezt különféle elektromos áramokkal kombinálhatjuk.
Az érzékeny területeket a szövetekben, amelyek így könnyen észlelhetők, használhatók pontként a kezelésre.
Az eljárás leírását a 3. fejezet tartalmazza.
Ebben a brosúrában hivatkozunk az ultrahangos fizika normatív irányelveire. Csak eredményeket kapunk. A képletek és alapinformációk lebonyolításához a vonatkozó fizikai szakirodalomra kell hivatkozni.
Az ultrahang-előállítás módszerei
Minden vibráló tárgy hangforrás. A hanghullámok különböző módon állíthatók elő, például mechanikusan - tuning villával, vagy elektroakusztikus jelátalakítók segítségével.
Ha nyomást a kristályok (kvarc), és bizonyos polikristályos anyagok, mint az ólom-cirkonát--titanát (PZT), vagy a bárium-titanát, a töltések képződik a külső felületén az anyag. Ezt piezoelektromos hatásnak nevezik.
Piezoelektromos hatások is megfigyelhetők az emberi szervezetben, különösen a csontszövetekben, a kollagénszálakban és a fehérjében. Talán ezek a piezoelektromos jelenségek társulnak az ultrahang biológiai hatásához.
Fordított piezoelektromos hatás
A piezoelektromos hatás reverzibilis. Tehát, ha a fenti anyagok váltakozó elektromos áramnak vannak kitéve, akkor változnak a váltakozó elektromos mező frekvenciájának alakjában. Az anyag ezután hangforrássá válik.
Jelenleg a kvarc, a bárium-titanát és az ólom-cirkonát titánát (PZT) az inverz piezoelektromos effektuson keresztül ultrahang előállítására használják.
Az utóbbi két anyagnak az az előnye, hogy a ferroelektromos tulajdonságok miatt kis feszültség szükséges az akusztikus energia gerjesztéséhez. Ez például feleslegessé teszi a transzformátort a radiátorban, miközben csökkenti az utóbbi méreteit. A kvarc nagyfeszültséget igényel (több kV). A szükséges transzformátor miatt a radiátor viszonylag nagy lesz.
A PZT nagyobb előnyt élvez, mint a bárium-titanát, mivel kifejezett piezoelektromos tulajdonságokat tart fenn a jelentősen magasabb hőmérsékleti küszöbértékig. A PZT szintén kevésbé érzékeny a mechanikus ütésekre.
Az eszköz nagyfrekvenciás generátorból áll, amely piezoelektromos kristályhoz (emitterhez) kapcsolódik. A kristály rezonanciafrekvenciáját részben a piezoelektromos anyag (PZT) vastagsága határozza meg, és ennek következtében meghatározzák az ultrahang frekvenciáját is. Ezen túlmenően ez azt feltételezi, hogy az emitternek és a készüléknek egymáshoz kell igazítani, hogy az emittert ne használhassák egy másik ultrahangos eszközzel a kalibrálásig.
A technikai innováció megoldotta ezt a problémát a "SONOPULS" eszközben, ahol a radiátorok teljesen felcserélhetők ugyanazon típusú készüléken, és a megfelelő beállítás automatikusan történik (lásd 1. ábra).
A piezoelektromos anyag váltakozó áramának alkalmazása során hanghullámok keletkeznek. A szomszédos környezetben (pl. Szövetek) terjednek. Mivel a piezoelektromos anyag kétirányú hanghullámokat generál, az ultrahang az emitterbe is áramlik (rebound effektus).
Ez nem feltétlenül szükséges a radiátorban levő levegő miatt.
Az átalakító oldalirányban is vibrál, ezért az ultrahangos energia a radiátor oldalfalán keresztül továbbítható az átalakító szerelvényen (oldalfal sugárzás) keresztül.
Jegyzett védjegy Folyamatos és pulzáló ultrahang A legtöbb ultrahangos készülék képes folyamatos és pulzáló ultrahangos energiát előállítani. A folyamatos ultrahangra beállítható maximális intenzitás 3 W / cm2.
A SONOPULS (R) (Sonopulse) 590 lehetővé teszi az intenzitás 0 és 2 W / cm2 közötti folyamatos és 3 W / cm2 impulzusos ultrahang esetén.
Az impulzus ultrahang előnye, hogy a hőérzékelést elnyomják. Ezenkívül ez a mód nagyobb intenzitást tesz lehetővé, ami nemkívánatos hatásokat okozhat folyamatos ultrahang alkalmazásakor. A nagyobb intenzitás valószínűleg megmagyarázza a pulzáló ultrahangos terápia során észlelt nem termikus hatásokat. Az ultrahang sugárnyaláb pulzálódása miatt a mechanikai hatás egyértelműbb.
1.1. Táblázat Az impulzus ultrahang indikációs paraméterei 100 Hz impulzus ismétlési frekvenciával.
Ratio (= "Pulse Width") (ms)
A hatásos sugárzási terület (ERA)
A radiátor tényleges sugárzási területe (ERA) fontos paraméter, amely meghatározza az intenzitást. Mivel a piezoelektromos elem nem egyenletesen oszcillál, az ERA mindig kisebb, mint a radiátor geometriai területe.
Az eszköz intenzitásának helyes kijelzésére nagyon fontos meghatározni az ERA-t, mert az effektív intenzitás ettől függ. Az ultrahang pontos dózisa részben a kezelt területtől és az ERA-tól függ, ami az ERA ismerete. Ezért az ERA-t meg kell mérni és pontosan meg kell határozni.
1.2. Táblázat Az ERA táblázata a SONOPULS (R)
1.3. ULTRASOUND BEAM TULAJDONSÁGAI
Az ultrahangos sugárban két területet különböztetünk meg:
n Közeli mező: Fresnel zóna
n nagy terület: Fraunhofer zóna
A közeli mezőt a következők jellemzik:
n az interferencia jelenségei az ultrahang sugárban, ami jelentős intenzitású változásokhoz vezethet.
n nincs divergenciája, valójában az ultrahang sugara egy kis konvergenciája van
A távoli területet a következők jellemzik:
· Szinte nem zavaró jelenségek, úgy, hogy a hangsugár homogén, és az intenzitás fokozatosan csökken a transzducerrel való távolság növekedésével;
· Az a tény, hogy az ultrahang sugár nagyobb átmérőjű. Ez a méret a hangnyaláb típusától függ (szétszóródás vagy kanyargósítás [szűk párhuzamos ultrahangsugárképződés]);
· A hangenergiának szélesebb eloszlása mind az eltérésnek, mind pedig a ténynek, hogy a hangsugár hosszirányú tengelyére merőleges intenzitáseloszlás egyre inkább egy harang alakját veszi fel (lásd az 1.4. Ábrát).
A közeli mező hossza az emitter átmérőjétől és a hullámhossztól függ. Egy hagyományos 5 cm2-es radiátorral a közeli mező kb. 10 cm hosszú. Egy 1 cm2-es radiátoron a közeli mező kb. 2 cm hosszú 1 MHz-en.
3 MHz-nél a közeli mező háromszor hosszabb, mivel a hullámhossz arányosan rövidebb.
Mivel az ultrahang mély hatása korlátozott, a terápiás hatás elsősorban a közeli területen figyelhető meg.
Nem szabad elfelejteni, hogy a Fresnel-zónában interferencia jelenségeket észlelnek ultrahang sugárban, ami inhomogenitásához vezet. Ezek az interferencia jelenségek 5-10-szer nagyobb intenzitású csúcsokat okozhatnak a beállított értéknél - egyes esetekben akár 30-szor is.
A sugárnyaláb ezen inhomogén viselkedését Beam Inhomogeneity Coefficient (BNR) formájában fejezzük ki.
Elméletileg a BNR nem lehet kevesebb, mint 4, vagyis mindig szükség van arra, hogy az intenzitás csúcsértékek legalább négyszer magasabbak legyenek, mint a beállított érték. A minőségi gyártású radiátorok esetében a BNR 5-6, a kiviteltől függően. Szükség van a BNR jelzésére az emitteren.
Biztonsági okokból, a kezelés alatt a radiátornak mindig mozgásban kell lennie, hogy az ultrahangos energia rendben legyen elosztva. Lehetetlen a radiátor forgatását egyetlen helyzetben, mivel a hangsugár intenzitási csúcsai általában a radiátor hossztengelyével szimmetrikusan helyezkednek el (az úgynevezett axiális szimmetria). A radiátor elforgatása ugyanazon a helyen erősíti a csúcsokat, ami túladagoláshoz vezet.
A víz alatti módszer segítségével megkerülheti a közelben lévő mezőt, miközben a radiátor méretétől függően elegendő távolságra marad a testtől (lásd a közelítő mező hosszát). Ezután a vízben a közeli mező interferencia jelenségei figyelhetők meg. Itt az a hátrány, hogy az ultrahang-sugár nagyobb átmérője van a távoli mezőben, ami az energia cm2-ben történő csökkenését okozza. Ezeket a szempontokat figyelembe kell venni az adag számításakor. Az ultrahangkezelés szokásos alkalmazása esetén nem lesz teljes visszaverődés, mivel a határszög olyan nagy, hogy normál körülmények között ne lépje túl.
Az ultrahang gerenda eltérése Az ultrahang sugárnyaláb eltérése csak a távolabbi területen figyelhető meg.
A divergenciát az a) divergenciaszög határozza meg (lásd az 1.3. Ábrát) a következő képlet szerint: sin a = 1,22 l / d, ahol: l = ultrahang hullámhossz D = a radiátor átmérője.
1.4 táblázat Különböző radiátorok esetén az 1. és a 3 MHz közötti eltérési szögek.
Korábban azt tapasztalták, hogy a kis hatótávolságú rövidebb terület kisebb a radiátorhoz képest, ezért előfordul az eltérés, és az ultrahangos energia egy nagy területen oszlik meg. Nyilvánvaló, hogy az ultrahang sugárnyaláb eltérése egyértelműen kevesebb lesz 3 MHz-en.
Az ultrahang hullám jellege hosszirányú, vagyis a terjedési irány megegyezik az oszcilláció irányával. A hosszanti hullámok rugalmas táptalajt igényelnek a szaporításhoz. Elvben minden tápközeg rugalmas, kivéve a vákuumot.
A hosszanti rugalmas hullámok (hanghullámok) a hullámhosszú félhullám (fél hullám) felének nyomását és a tápközeg kiterjedését okozzák, ami a tápközeg nyomásának megváltozásához vezet.
Ebben az összefüggésben a tápközeg mind a katalizátor, mind a test szövetei, amelyekben az ultrahangos energia eloszlik.
Ezt fejezi ki a kapcsolatban: L x f = c, ahol: L = hullámhossz (m) f = a frekvencia (Hz) c = terjedési sebessége (m / sec) Mivel az egység frekvencia van beállítva, és a terjedési sebesség határozza meg a közeg, a hullámhossz is függ utóbbit.
A lágy szövetekben és a vízben az 1 MHz-es hullámhossz körülbelül 1,5 mm, a csontszövetben pedig körülbelül 3 mm. A 3 MHz-es szövetek terjedési sebességére gyakorolt hatás jelentéktelen. Így a lágy szövetekben a lineáris hullámhosszúság körülbelül 0,5 mm, a csontszövetben pedig körülbelül 1 mm.
1.5. Táblázat. Különböző közegek és terjedési sebessége (c), sűrűség (r) és hullámhossz (l) vizsgálata ultrahanghoz 1 MHz és 3 MHz frekvencián.