Новые возможности ультразвука

АБИА-ГАЛЕРЕЯ

ПОЛЕЗНЫЕ СТАТЬИ

УрологУрология – это область медицинских исследований и практики, которая занимается важной системой человеческого организма – мочеполовой системой. Она граничит с нефрологией, которая в первую очередь ориентирована на заболевания почек, но решает и проблемы с мочеточниками, мочевым пузырем.
Читать далее

Использование ультразвука

Ультразвук часто используется, чтобы помочь врачам визуализировать структуры и органы брюшной полости. Он также используется для направления иглы при определенных видах инъекционной терапии. Другие виды использования ультразвука включают в себя:

• УЗИ плода для оценки состояния здоровья плода во время беременности
• Сонометрия костей, для определения хрупкости костей
• Биопсия под ультразвуковым контролем
• Оценка желчного пузыря
• Ультразвук может определить здоровье детского мозга, позвоночника, сердца и бедер
• Офтальмологический УЗИ для визуализации глазных структур
• УЗИ молочных желез, чтобы помочь оценить здоровье тканей молочной железы
• Ультразвуковая допплерография для прослушивания сердцебиения плода
• Ультразвуковая допплерография для оценки кровотока и других внутренних структур и органов
• Эхокардиограмма для просмотра сердца и кровотока

Ультразвук также можно использовать для исследования внутренних органов, таких как мочевой пузырь, селезенка, печень, щитовидная железа, поджелудочная железа, почки и другие органы.

Ультразвук может помочь диагностировать такие проблемы, как заблокированные или суженные кровеносные сосуды, снижение притока крови к органам, инфекции, опухоли и кисты, застойная сердечная недостаточность, повреждение в результате сердечного приступа, проблемы с сердечными клапанами и многое другое. В общем, наука о том, как летают летучие мыши, создала универсальный, спасательный инструмент для клиник, больниц и кабинетов врачей по всему миру.

Перевод с английского.

Ультразвук для детей

Ультразвуковая терапия, показания и противопоказания для проведения которой, особенно в случае лечения заболеваний у детей, должны обсуждаться с лечащим врачом, имеет свои особенности при применении к пациентам детского возраста. Она показана с первого месяца жизни, если у ребенка имеются болезни опорно-двигательного аппарата. В каждом индивидуальном случае врач подбирает подходящее время и интенсивность воздействия, при этом плотность УЗ не должна превышать следующих значений:

• 0,05 Вт/см.кв. для детей в возрасте до года;
• 0,1 Вт/см.кв. для детей годовалого возраста.
• 0,6 Вт/см.кв. для детей старше года.

Следует понимать, что физиология, строение тканей и функциональные особенности детского организма имеют ряд отличий и изменяются по мере того, как ребенок растёт. Это непременно должно быть учтено во время определения конкретного терапевтического фактора при выборе параметров влияния УЗ, локализации и длительности процедуры.

Отличия детского организма от взрослого:

• более низкая толщина клеточных слоёв;
• ускоренное формирование рефлексов, возбуждающие процессы преобладают над тормозящими;
• плотность костной ткани ниже, что обуславливает более высокую степень травматизма тканей;
• мышечные волокна являются более тонкими, они свободно расположены; в сочетании с большими размерами сердца это обуславливает конкретные особенности физиологии сердечной деятельности;
• широкие мочеточники и почечные лоханки, низкая способность к фильтрации почечных клубочков;
• узкие и короткие носовые ходы, слабая развитость придаточных пазух, низкая степень увлажнения дыхательных путей;
• невысокая плотность костной ткани и большое содержание воды в ней.

Ультразвук в медицине: от лечения артрита до диагностики

В медицине ультразвук вначале использовали как метод лечения артритов, язвенной болезни желудка, астмы. Было это в начале 30-х годов прошлого века. Считалось, что ультразвук обладает противовоспалительным, анальгезирующим, спазмолитическим действием, также усиливает проницаемость кожи. Кстати, сегодня на этом основан фонофорез – метод физиотерапии, когда вместо обычного геля для УЗИ наносится лечебное вещество, а ультразвук помогает препарату глубже проникать в ткани.

Но свое основное применение в области медицины ультразвук нашел как метод диагностики. Основателем УЗИ-диагностики считается австрийский невролог, психиатр Дьюссик. В 1947 году он рассмотрел опухоль мозга, учитывая интенсивность, с которой ультразвуковая волна проходила сквозь череп пациента.

Настоящий прорыв в развитии ультразвуковой диагностики произошел в 1949 году, когда в США был создан первый аппарат для медицинского сканирования. Это устройство мало чем напоминало современные УЗИ-сканеры. Оно представляло собой резервуар с жидкостью, в которую помещался пациент, вынужденный долгое время сидеть неподвижно, пока вокруг него передвигался сканер брюшной полости – сомаскоп. Но начало было положено. УЗИ-сканеры совершенствовались очень стремительно, и к середине 60-х годов они стали приобретать привычный вид с мануальными датчиками.

Благодаря развитию микропроцессорной технологии в течение 1980-1990-х годов качество УЗИ намного улучшилось. В это время ультразвуковую диагностику стали активно применять в различных областях медицины, оценив ее безвредность по сравнению с рентгеновскими лучами и простотой использования в сравнении с магнитно-резонансной томографией. Особо широкое применение ультразвук нашел в акушерстве и гинекологии. Уже в конце 1990-х годов во многих странах УЗИ стало стандартным исследованием, с помощью которого определяли срок беременности, выявляли пороки развития плода.

Что такое аппарат ультразвуковой терапии?

Работа аппарата базируется на ультразвуковых частотах, которые оказывают воздействие на организм пациента. Ультразвук – это форма механической энергии, а значит этот метод не относится к электролечению, но попадает в группу электрофизических. Механическая вибрация при увеличении частоты известна как звуковая энергия.

Нормальный диапазон звука для человека составляет от 16 Гц до 15-20 000 Гц (у детей и молодых людей).

Выше верхнего предела механическая вибрация известна как ультразвук. Частоты, используемые в терапии, обычно составляют от 1,0 до 3,0 МГц (1 МГц = 1 миллион циклов в секунду).

Насколько безопасно УЗИ

Исследования, посвященные безопасности ультразвука, начали проводиться еще задолго до его активного применения в медицине. В 1917 году было установлено, что если в воду поместить генератор УЗ-волн, то рыбы, которые в ней находились, моментально умирали. Если же человек опускал руку в бочку с водой, то от чувствовал выраженную боль. В этом эксперименте использовался генератор, который излучал волны с частотой 150 кГц, что несопоставимо с показателями, которые применяются в современных ультразвуковых аппаратах (до 15 МГц).

Современные исследования начали проводить в 1970-х годах. В это время был введен термин ультразвуковая дозиметрия, она подразумевала экспериментальный расчет определенных безопасных показателей. Спустя пять лет такие показатели были приняты и используются в медицине до сих пор, но с некоторыми корректировками. Аппараты для проведения УЗИ, которые применяются в наше время, выводят на экран важные показатели, которые позволяют врачу соотносить риски и возможную пользу от исследования.

В 1992 году Американский институт по применению ультразвука в медицине констатировал, что УЗИ является безопасным методом диагностики и не приводит к развитию неблагоприятных эффектов. Какие аргументы можно привести в пользу безопасности ультразвукового исследования?

• УЗИ не оказывает лучевой нагрузки на организм, в отличие от методов на основе рентгеновского излучения.
• Ультразвук и эффекты, которые он оказывает, не могут накапливаться в организме, поэтому исследование может выполняться регулярно, без каких-либо последствий.
• Метод не влияет на работу электронных имплантируемых устройств, поэтому пациенты с кардиостимуляторами могут без опасений проходить исследование.
• УЗИ является неинвазивной процедурой, не сопровождается повреждением кожных покровов, не вызывает боли или неприятных ощущений.
• Не имеет абсолютных противопоказаний.
• Ультразвуковое исследование не приводит к развитию осложнений или отдаленных неблагоприятных последствий.

Ввиду высокой степени безопасности и не менее высокой информативности УЗИ активно применяется во многих направлениях медицины. Исследование назначается пациентам в любом возрасте, с любой сопутствующей патологией.

Материал подготовилспециалист медицинского центра «УРО-ПРО»Матвеева Наталья Сергеевна,врач УЗИ, стаж 10 лет

Новая технология ультразвука

Triple-технология VHF-US на аппарате LDM MED3 от немецкой компании Wellcomet Technology является фундаментальной полифункциональной технологией, позволяющей отрегулировать ключевые процессы патогенеза различных состояний и заболеваний кожи. Особенностью Triple-технологии VHF-US является уникальная ультразвуковая волна, характеризующаяся одновременным использованием трех УЗ-волн (Triple-волна) разной частоты, при воздействии которых возникают синергетические эффекты; управление ими позволяет изменять степень стрессорной реакции клеток.

Сверхвысокочастотный ультразвук VHF-US оказывает особые биофизические эффекты на кожу, тесно связанные не только с его физическими свойствами, но и с новой технологией его подачи. Тем самым обеспечивается широкий спектр применения VHF-US.

Технология сочетанного применения УЗ-волн с частотами 1, 3, 10 мГц позволяет осуществлять модулирующее термомеханическое воздействие на уровне ткани, группы клеток и даже единичных клеток кожи, заставляя их отреагировать на все частоты сразу и вызывая тем самым усиленную реакцию клеток.

Именно УЗ-волны с частотой 10 мГц и выше создают термомеханическое напряжение в ткани (термомеханический стресс за счет формирования температурных градиентов непосредственно в коже и поверхностном слое жировой клетчатки на глубине 1,2–3,0 мм). Этим они отличаются от УЗ-волн с более низкими частотами, формирующими в этой области в основном временный механический стресс.

Тем самым УЗ-волны с частотой 10 мГц и выше концентрируют свое действие в целевом слое, представляющем основную мишень для регенеративной, эстетической медицины и дерматологии.

На ультразвуковой волне

Многие помнят определение звука из школьного учебника по физике: «Звуковыми волнами или просто звуком принято называть волны, воспринимаемые человеческим ухом». Таким образом, диапазон звуковых волн лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц. Звуки именно такой частоты способен слышать человек. Волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, а с частотой выше 20 кГц – ультразвуком.

В то время как человеку инфразвук и ультразвук недоступны, многие живые существа вполне нормально общаются в этих частотах. Например, слон различает звук частотой от 1 Гц, а в верхнем пределе слышимости лидируют дельфины – максимум слухового восприятия у них доходит до 150 кГц. Кстати, ультразвук вполне способны уловить собаки и кошки. Собака может слышать звук до 70 кГц, а верхний порог звукового диапазона у кошек равен 30 Гц.

Если для некоторых животных ультразвук – обычный способ общения, то людям о наличии в природе «невидимых» звуковых волн лишь приходилось догадываться. Опыты в этой сфере проводил еще Леонардо да Винчи в XV веке. Но открыл ультразвук в 1794 году итальянец Ладзаро Спалланцани, доказав, что летучая мышь с заткнутыми ушами перестает ориентироваться в пространстве.

Особенности фонофореза

Фонофорез – сочетанное воздействие на организм ультразвуком и нанесенным на кожу или слизистые оболочки лекарственным веществом. Основанием для разработки и внедрения метода в клиническую практику послужили прежде всего сведения о способности ультразвука разрыхлять соединительную ткань, повышать проницаемость кожи и гистогематических барьеров, увеличивать диффузию и потенцировать действие лекарственных веществ (ЛВ), а также усиливать транскапиллярный транспорт жидкостей и растворимых в них веществ.

При проведении процедуры лекарственное вещество включают в состав контактной среды. Лекарственное вещество сохраняет при озвучивании свою структуру и фармакотерапевтическую активность, действие его однонаправленное с действием ультразвука, что обеспечивает синергизм их влияния на организм. Введение лекарственного вещества в организм при фонофорезе осуществляется через выводные протоки потовых и сальных желез, чресклеточным и межклеточным путями.

Частота ультразвуковых колебаний для проведения фонофореза имеет особое значение: чем ниже частота ультразвука, тем в большем количестве лекарственное вещество поступает в организм.  Также имеет значение способность тканей поглощать ультразвуковые колебания – акустика. Лучшей акустической способностью обладают пограничные ткани (например, кожа и подкожная клетчатка).

УЗИ: как это делается?

Ультразвуковые исследования

При проведении УЗИ используется ультразвук – звуковые волны, имеющие частоту выше 20 кГц. Подобные волны не воспринимаются ухом человека. В природе ультразвук содержится в шуме морских волн и свисте ветра, с его помощью общаются и воспринимают окружающий мир дельфины и летучие мыши.

Ультразвуковая диагностика построена на принципе эхолокации. Специальное устройство посылает ультразвуковой сигнал, направленный на обследуемый орган. Сигнал отражается от органа и улавливается воспринимающим датчиком. Полученная информация обрабатывается компьютером, и на мониторе возникает картина, представляющая собой поперечное сечение органа. Более сложные комплексы ультразвуковой диагностики позволяют получать объёмное изображение (3D УЗИ диагностика).

Кому противопоказан ультразвук?

Как и любое другое лечение, ультразвуковая терапия может быть противопоказана по ряду причин. Так как ультразвук оказывает очень сильный эффект на организм, “перестраховка” никогда не будет лишней. Дабы не навредить своему организму, необходимо вначале проконсультироваться со своим лечащим врачом и оговорить все возможные последствия будущей терапии.

Особенно осторожными следует быть женщинам в период беременности, так как мощные ультразвуковые волны могут навредить плоду. Это не относится к обычному обследованию ультразвуком. Каждый пациент должен понимать, что ультразвуковая терапия и диагностика – это две разные вещи.

Первое заключается в воздействии волн высокой мощности для лечения, второе – это легкое воздействие, которое помогает обнаружить существующую проблему. Ниже приведен полный перечень противопоказаний к ультразвуковому лечению.

Вы не сможете проходить терапию, если у вас есть один из нижеуказанных пунктов:

• беременность (не подвергайте эмбрион или плод воздействию терапевтического уровня ультразвуковых волн при лечении матки во время беременности);
• злокачественная опухоль (не обрабатывайте ткань, которая считается на данный момент злокачественной);
• ткани, в которых происходит кровотечение или те, которые склонны к кровотечению;
• значительные сосудистые аномалии, в том числе тромбоз глубоких вен, эмболия и тяжелый артериосклероз/атеросклероз.

При лечении ультразвуком необходимо соблюдать меры предосторожности. Это гарантирует более эффективное и безопасное лечение

Всегда используйте самую низкую интенсивность, которая дает терапевтический эффект. Убедитесь, что аппликатор перемещен во время лечения (скорость и направление не являются проблемой).

Попросите вашего лечащего врача еще раз рассказать вам об этом методе. Вы должны знать о характере лечения и ожидаемом результате. Если предполагается тепловое лечение, убедитесь, что все противопоказания были рассмотрены.

Непрерывное ультразвуковое исследование считается неразумным над металлическими имплантатами – это также стоит учесть перед началом лечения.

Принцип метода

Ультразвуковые волны, как и любые другие звуки, которые окружают нас, представляют собой механические колебания частиц в какой-либо среде. Однако они имеют очень большую частоту, поэтому не воспринимаются органом слуха.

Если говорить об УЗИ, то в большинстве аппаратов применяется диапазон частот от 0,8 до 15 МГц. При этом ультразвуковые волны имеют несколько важных свойств: они могут распространяться в средах организма, отражаться от границ между этими средами и фокусироваться. Среди других важных характеристик — скорость распространения, интенсивность и энергия. Изменяя эти параметры, можно получать желаемый эффект, например, если требуется увеличить глубину исследования, то нужно снизить частоту ультразвуковых волн или увеличить их интенсивность. Увеличение частоты ультразвука позволит повысить разрешающую способность.

Современные аппараты УЗИ комплектуются несколькими типами датчиков, каждый из которых испускает ультразвуковые волны с определенными показателями. Они проникают в ткани и отражаются от них, при этом каждый вид ткани обладает разным акустическим сопротивлением. Таким образом, изображение на экране аппарата формируется с учетом акустического сопротивления, количества сигнала, который был сгенерирован датчиком, и количества сигнала, который вернулся обратно.

Воздействие на кавеолин

Универсальной мишенью в этих приложениях является белок плазматической мембраны клетки кавеолин (CAV-1), содержащийся практически во всех клетках кожи (таких как фибробласты, кератиноциты, эндотелиальные клетки, макрофаги, а также специальных клетках, известных как дермальные адипоциты, образующих поверхностный слой жировой ткани на границе с ретикулярной дермой). Этот протеин играет важную роль в различных сигнальных клеточных процессах. Отклонение уровня его экспрессии от физиологической нормы приводит к возникновению воспалительных и гиперпролиферативных заболеваний кожи, ее старению и появлению хронических ран.

При старении кожи наблюдается увеличение производства клеточного CAV-1, уровень которого повышается с возрастом не только непрерывно, но и скачкообразно (примерно в 35–40 и 60–65 лет). Поскольку уровень CAV-1 отрицательно коррелирует с уровнем производства коллагена и ГК, при старении кожи происходит уменьшение выработки этих веществ, играющих важную роль в структуре и функциях межклеточного матрикса, что в конечном итоге приводит к появлению типичных признаков старения кожи.

При воспалительных заболеваниях кожи (акне, атопический дерматит, псориаз и др.) уровень экспрессии кавеолина, наоборот, очень низкий. При таких условиях резко увеличивается количество ферментов, разрушающих структуру кожи, и уменьшается количество протеинов теплового шока (НSP 70), одной из функций которых является контроль конформации белков.

При гипертрофических рубцах уровень кавеолина в клетках низкий, а при келоидных рубцах – очень низкий. Острая рана принципиально отличается от хронической в том числе и по уровню сенесцентных клеток и содержанию кавеолина, который в хронических ранах (таких как декубитус, диабетическая стопа или ulcus cruris venosum) очень высокий.

Технология LDM, благодаря возможности управления интенсивностью воздействия (количеством и сочетанием УЗ-волн разной частоты, скоростью их смены в одной волне, временем воздействия и пр.), позволяет регулировать уровень термомеханического стресса клеток и тканей. Уровень экспрессии CAV-1, являющегося сигнальной стрессорной молекулой, модулируется при воздействии сверхвысокочастотного УЗ (VHF-US). При низком уровне (интенсивности) воздействия клетка начинает увеличивать производство кавеолина, обеспечивая тем самым противовоспалительное и антипролиферативное действие VHF-US. А при высоком уровне (интенсивности) воздействия VHF-US клетка стремится обеспечить редукцию (снижение) кавеолина, что обеспечивает эффективные результаты при лечении хронических незаживающих повреждений кожи, замедляет процессы ее старения и приводит к визуальному омоложения (улучшение рельефа, уменьшение пор, выработка ГК в коже, улучшение ее влажности, уменьшение глубины морщин).

Регенеративные свойства VHF-US обеспечивают высокие результаты в лечении острых и хронических ран, в разы сокращая период заживления и влияя на качество заживления раны, в частности предупреждая развитие патологического рубцевания.

Кроме того, применение технологии VHF-US позволяет снизить резистентность кожи к применению топических препаратов (ретинол, глюкокортикоиды и др.) при их пролонгированном применении, а также повысить результаты лечения при эстетических и дерматологических индикациях путем введения активных веществ в кожу с помощью УЗ-волн VHF-US.

Необходимо также отметить, что применение VHF-US в эстетической медицине позволяет усилить ответ от стимулирующих аппаратных (за счет перераспределения жидкости в тканях) и инъекционных методик (за счет увеличения межклеточного пространства, что обеспечит задержку большего количества введенного препарата и его более гомогенное распределение в ткани).

Показания к применению

• Профилактика и лечение старения с 33–35 лет
• Воспалительные заболевания кожи (акне, розацеа, периоральный дерматит, атомический дерматит, экзема, псориаз)
• Профилактика постакне
• Профилактика и лечение гипертрофических и келоидных рубцов
• Целлюлит
• Заживление хронических трофических язв и повреждений кожи
• Заживление острых повреждений (ран, ожогов) в короткий период
• Снижение резистентности к препаратам при их пролонгированном применении
• Лечение осложнений после инъекционных и аппаратных методик в эстетической медицине
• Усиление ответа от инъекционных и аппаратных стимулирующих методик
• Сокращение сроков реабилитации после пластических и других хирургических операций (быстрое уменьшение отеков, ускорение заживления, профилактика воспалительных осложнений и патологического рубцевания)

Основные методики

Во время проведения процедуры излучатель должен быть расположен только перпендикулярно к кожным покровам, на которые направлено действие УЗ. В случае нарушения данного условия происходит увеличение коэффициента отражения, что приводит к снижению коэффициента проникновения ультразвука в ткани.

Определяющее значение для назначения УЗТ в каждом конкретном случае имеет техника проведения процедуры. Существуют следующие методики воздействия ультразвука:

1. Стабильная (неподвижная), которая предусматривает установку излучателя в соответствии с местоположением очага поражения. Он должен находиться в этом положении на протяжении всей процедуры. Сегодня неподвижная методика не имеет частого применения по причине высокой вероятности перегрева из-за механической неоднородности тканей и потенциального возникновения так называемых «стоячих» волн. Данная методика является наиболее востребованной в стоматологии и офтальмологии, а также при лечении ЛОР-патологий. В общей практике физиотерапии применяются только отдельные элементы неподвижной методики.
2. Лабильная (подвижная), являющаяся наиболее часто используемой методикой ультразвуковой терапии. Ее суть сводится к тому, что излучатель перемещается по поверхности тела человека с низкой скоростью, не превышающей 2 см/сек. Совершаются поглаживающие движения продольной и круговой направленности с едва ощутимым нажимом. Началу процесса предшествует нанесение контактного средства на определённую область тела, которая будет подвержена воздействию УЗ. Особенность УЗ волны состоит в ее быстром затухании и неспособности распространяться по воздуху. Этим и обусловлена необходимость применения контактного средства. Оно гарантирует достижение контакта участка тела и излучателя. Рекомендовано применять гелеобразные контактные средства отечественного и зарубежного производства. Как только контактное вещество будет нанесено, головку излучателя устанавливают на поверхность тела, и только после этого включается прибор. Во время перемещения излучателя совершают плавные волнообразные движения, избегая отрывов от кожи.
3. Подводная (субаквальная), которая назначается в случае необходимости воздействия на части тела сложных конфигураций и при невозможности обеспечить необходимую степень контакта излучателя с кожей. Процедура проводится в специальной ванне, наполненной водой, либо через резиновый мешочек, в котором также находится вода. Одна его сторона принимает форму участка, который подлежит воздействию УЗ, а вторая вступает в контакт с источником излучения. Проведение ультразвуковой терапии под водой производится с применением дегазированной или дистиллированной водой, температура которой не превышает 32 градусов. В ванночку сначала опускают часть тела, которая подлежит УЗ воздействию, а затем в нее опускают излучатель. Им совершают медленные движения, сохраняя 1-2-сантиметровое расстояние от поверхности кожи, в соответствии с расположением очага патологии.