Dołącz do czytelników
Brak wyników

Nowoczesne metody fizjoterapii

30 lipca 2018

NR 95 (Czerwiec 2018)

Ultradźwięki w łączonej terapii fizykalnej

0 376

W badaniach klinicznych stawiane jest pytanie, która metoda fizjoterapeutyczna jest najskuteczniejsza w pomniejszaniu dolegliwości związanych z chorobą. W lecznictwie jednak stosunkowo rzadko stosuje się zabiegi fizykalne w postaci monoterapii. W fizjoterapii obowiązuje zasada kompleksowości oraz komplementarności rozumianej jako dobór metod dopełniających się, tak aby osiągnąć zintensyfikowanie działania leczniczego czy przygotowanie do następnych zabiegów intensywniej działających.

Postęp wiedzy w inżynierii biomedycznej sprzyja rozwojowi nowych rozwiązań technicznych związanych z tworzeniem i wprowadzaniem do praktyki klinicznej coraz to nowocześniejszej aparatury terapeutycznej. Pomimo postępu techniki i nierzadko bogatej listy gotowych programów terapeutycznych, w które wyposażone są urządzenia, wyboru skutecznej metody powinno się dokonywać na podstawie szczegółowej analizy mechanizmów działania czynników fizykalnych i odpowiedniego doboru parametrów. Proces ten wymaga wiedzy na temat udokumentowanych oddziaływań poszczególnych bodźców fizykalnych, a co za tym idzie – przewidywania reakcji komórek, tkanek organizmu, które mogą przebiegać z chwilowym (odwracalnym) zaburzeniem homeostazy. 

Reakcje, czyli odczyny wywołane działaniem energii, dzieli się według kryteriów: miejsca występowania, czasu występowania, liczby ekspozycji, mechanizmu powstawania, czy są to zmiany bierne zależne od dawki energii, czy zmiany czynne zależne od mechanizmów adaptacyjnych. Ze względu na miejsce występowania wyróżnia się odczyny: miejscowy, ogólny i oddalony. Pojedynczy zabieg fizjoterapeutyczny polegający na dostarczeniu do tkanek organizmu człowieka energii zewnętrznej w postaci czynników fizykalnych (termicznych, fotochemicznych, elektrokinetycznych, mechanicznych) wywołuje reakcję natychmiastową polegającą na wystąpieniu odczynu w czasie wykonywania zabiegu albo bezpośrednio po nim (krótkotrwałą zmianę czynności tkanek czy narzą­dów). Dla zmian odległych adaptacyjnych istotne jest powtarzanie reakcji, co uzyskuje się dzięki serii zabiegów oraz ich systematyczności. Dlatego też proces le­czenia z użyciem zabiegów fizykalnych musi być prowadzony w sposób plano­wy, w odniesieniu do reakcji tkanek, z uwzględnieniem aktualnej zdolności organizmu do reagowania na bodźce. Użyta do zabiegów dawka czynnika fizycznego musi być odpo­wiednia, stąd fizjoterapeutę obowiązuje zasada: bodziec powinien być tak silny, jak to jest konieczne, a jednocześnie tak słaby, jak to tylko możliwe, co wskazuje na bodźce o średniej sile jako zalecane w fizykoterapii.

Aktualne rozważania poświęcimy ultradźwiękom, które są wykorzystywane w fizykoterapii od dziesięcioleci. I choć mają ugruntowaną pozycję, to o ich skuteczności terapeutycznej decyduje nie wyłącznie aparatura, lecz także postępowanie fizjoterapeuty w zakresie sposobu aplikacji, doboru parametrów [14]. Postępowanie według jednego schematu terapeutycznego u wszystkich pacjentów może przynieść rozczarowanie co do skuteczności sonoterapii w danym przypadku.

Terapia skojarzona (combined therapy) stosowana w fizjoterapii polega na łączeniu ze sobą różnych (najczęściej dwóch) metod fizykalnych o zbliżonych lub wzajem-
nie uzupełniających się mechanizmach działania terapeutycznego, co wpływa na zwiększenie efektywności terapii. 

 

Używana w fizykoterapii podłużna fala ultradźwiękowa niesie ze sobą energię, która po pochłonięciu przez materię zamienia się w ciepło, wywołuje pozatermiczne skutki w postaci kawitacji, mechanizmów naprężeniowych, przepływów mikrostrumieniowych [11, 14] itp. Wymienione mechanizmy oddziaływań powstające w żywym organizmie w trakcie nadźwiękawiania leczonych tkanek mogą być potencjalnym źródłem wielkiej liczby wtórnych reakcji biologicznych i biochemicznych. Różnorodność zjawisk powstających w wyniku absorpcji fali akustycznej nadal wymaga wyjaśnień.

Efekty pozatermiczne ultradźwięków

Pozatermiczne mechanizmy oddziaływania ultradźwięków na ustrój w postaci zjawiska kawitacji (łac. cavum – jama) polegają na pojawianiu się pustych przestrzeni w cieczy i środowiskach uwodnionych (np. tkankach ludzkich) podczas działania ultradźwięków. Propagujące w cieczach fale ultradźwiękowe o dużych natężeniach wywołują wzrost ciśnienia nawet do kilkuset atmosfer oraz spadek do równie dużego podciśnienia, co odpowiada obszarom zagęszczenia i rozrzedzenia. W otoczeniu mikroobszarów podciśnieniowych dochodzi do przezwyciężenia sił spójności i rozerwania wiązań wody, czego skutkiem jest powstanie jamki. Jest ona penetrowana przez cząsteczki pary wodnej, które wydzielają się wskutek miejscowego obniżenia się ciśnienia do wartości ciśnienia wrzenia w danej temperaturze [33]. 

Wyróżnia się kawitację stabilną (trwałą), która może zaistnieć dla zakresów terapeutycznych (fala ciągła, 0,75 MHz, 0,68 W/cm2) [23]. Charakteryzuje się ona oscylacją pęcherzyków kawitacyjnych w rezonansie z częstotliwością ultradźwięków. Drugim rodzajem jest kawitacja nietrwała (przejściowa, zapaściowa), towarzysząca wysokim natężeniom ultradźwięków (niestosowanym w fizykoterapii).

Podczas kawitacji stałej pęcherzyki wykonują drgania powierzchniowe, które są źródłem fal tworzących wiry, zwane przepływem strumieniowym [41]. Mikroprzepływy strumieniowe są wywoływane głównie na błonach komórek będących w polu oddziaływania ultradźwięków, czego efektem są: zmiany przepuszczalności błon komórkowych szczególnie dla jonów wapnia i sodu, wzrost wielkości dyfuzji przez błonę komórkową oraz zwiększenie szybkości przewodzenia w nerwie [14, 52].

Niskie gęstości mocy ultradźwięków, a więc te związane z kawitacją stałą, wywołują wzrost syntezy kolagenu w ludzkich fibroblastach (gęstość mocy UD 0,5 W/cm2, fala pulsująca), stymulację proliferacji fibroblastów, syntezę DNA, zwiększenie uwalniania czynników angiogenetycznych w ludzkich osteoblastach [12], a dzięki temu przyspieszenie neoangiogenezy. Ultradźwięki o niskiej gęstości mocy intensyfikują procesy naprawcze w tkankach przez wzrost wewnątrzkomórkowego stężenia jonów wapnia, a w rezultacie uwolnienie histaminy, serotoniny, heparyny i czynników chemotaktycznych przyciągających do uszkodzonego obszaru monocyty i leukocyty [55].

Pozatermiczne efekty terapeutycznego stosowania ultradźwięków wykorzystuje się w regeneracji uszkodzonych tkanek [16], redukcji obrzęku [17, 54], pomniejszaniu podostrego i przewlekłego zapalenia poprzez poprawę funkcji śródbłonka (występującą dla częstotliwości zarówno 1 MHz, jak i 3 MHz) [22].

Ważnym efektem stosowania ultradźwięków jest zmniejszanie bólu punktów „trigger” w obszarze spazmów mięśniowych [54], choć dowody na przeciwbólowy wpływ UD wciąż są skromne [48].

Wyniki badań skłaniają do wykorzystania ultradźwięków o niskiej intensywności (ang. low-intensity pulsed ultrasound – LIPUS) w celu przyspieszenia gojenia złamań kostnych [29], także u dzieci [39, 41]. W metodzie LIPUS wykorzystuje się fale mechaniczne o częstotliwości 1,5 MHz, modulowane w pakiety o czasie trwania 200 µs, powtarzane z częstotliwością 1 kHz. Stosowane natężenia są niskie, rzędu 30 mW/cm2 (SATA), a głowica ultradźwiękowa pozostaje podczas zabiegu w miejscu.

W badaniach klinicznych u ludzi stwierdzono przydatność leczenia ultradźwiękami owrzodzeń żylnych. Wyniki badań podkreśliły przewagę skuteczności niskich gęstości mocy ultradźwięków (0,5 W/cm2, fala impulsowa, współczynnik wypełnienia okresu 20%) w gojeniu tkanek nad wysokimi dawkami (1 W/cm2) [11, 50]. Ultradźwięki o niskiej gęstości mocy 0,5 W/cm2, fala impulsowa 20% i częstotliwości 1 MHz okazały się równie skuteczne, jak stymulacja wysokonapięciowa (impuls podwójny monofazowy) w leczeniu odleżyn [46], co potwierdziły inne badania [5].

Obecnie we wspomaganiu gojenia ubytków tkanek miękkich popularność zyskują ultradźwięki o niskiej częstotliwości 40 kHz, tzw. MIST, wykonywane w metodzie bezkontaktowej [18].

Efekt termiczny 

Drugim istotnym oddziaływaniem ultradźwięków na tkanki jest efekt termiczny. Ilość ciepła wytworzonego w tkankach jest funkcją stopnia jednorodności pola ultradźwiękowego, spsobu emisji fali (impulsowy, ciągły), wartości współczynnika absorpcji tkanek, stopnia jednorodności struktury tkanek, sposobu ich ukrwienia, występowania przepływu mikrostrumieniowego w uwodnionych tkankach itp. 

Wieloletnie doświadczenia Drapera i wsp. [14] wskazują, że ultradźwięki o gęstości mocy 1,5 W/cm2 podnoszą lokalną temperaturę in vivo o 4oC w ciągu 10 min (dla częstotliwości 1 MHz) i w ciągu 3–5 min przy częstotliwości 3 MHz. Ogrzanie najefektywniej zachodzi na niewielkich obszarach, takich, które odpowiadają powierzchni dwukrotnie większej od powierzchni przetwornika (effective radiating area – ERA). Podczas nadźwiękawiania ogrzanie nie jest równomierne. Oznacza to większy wzrost temperatury w tkance mięśniowej w obszarze centralnym w stosunku do obszaru brzeżnego [34].

Tempo wzrostu temperatury dla częstotliwości 1 MHz jest niższe (0,2oC na minutę i W/cm2) w stosunku do częstotliwości 3 MHz, dla której tempo przyrostu temperatury wynosi 0,6oC na minutę i W/cm2. Efekt termiczny zachodzi także na różnych głębokościach. W przypadku częstotliwości 1 MHz jest to 2,5–5 cm, stąd jest ona zalecana w przegrzewaniu mięśni i stawów. Przy częstotliwości 3 MHz energia UD jest absorbowana w tkankach na głębokości około 0,5–3 cm i jest stosowana w leczeniu ścięgien, tkanek okołostawowych oraz poprawie elastyczności. Mechanizmem korzystnych wpływów na ścięgna jest wybiórcze ogrzanie tej tkanki ze względu na większy współczynnik pochłaniania energii przez ścięgna (kolagen) w stosunku do innych tkanek miękkich. Tempo wzrostu ogrzania ścięgien jest trzy razy szybsze niż w mięśniu. Jest to związane ze słabszym ukrwieniem ścięgna i wolniejszą dystrybucją ciepła [7]. W nadźwiękawianych ścięgnach Achillesa wykazano zwiększenie mikrokrążenia dla dwóch badanych gęstości mocy: 0,8 i 1,2 W/cm2, podczas gdy laser biostymulacyjny oraz prądy interferencyjne nie były skuteczne w podnoszeniu poziomu mikrokrążenia w ścięgnie Achillesa [8].

Uważa się, że efekt termiczny ultradźwięków wpływa na zmianę pobudliwości wrzecionek mięśniowo-nerwowych i mechanoreceptorów mięśni oraz obniżenie progu bólu na rozciąganie, co sprzyja poprawie aktywnego zakresu ruchomości w stawach. Wykazana zmiana rozciągliwości, elastyczności i wiscoelastyczności skóry zdrowej [6] oraz mięśni [13] sprzyja uzyskaniu ww. efektu poprawy zakresu ruchu i zmniejszeniu bólu [10].

Należy uwzględnić, iż efekt poprawy elastyczności i rozciągliwości tkanek był obserwowany przez 20 min po dziesięciominutowym nadźwiękawianiu (1 W/cm2, fala ciągła, 3 MHz). Draper nazywa okres 15–20 min po nadźwiękawianiu stretching window, wskazując, że jest on optymalny do uzyskania efektów rozciągnięcia mięśni oraz blizn ograniczających ruchomość [14].

Zastosowanie częstotliwości 3 MHz wywołuje efekt ogrzania w tkankach podskórnych także w tkance tłuszczowej. W przypadku występowania w danym obszarze tkanki tłuszczowej zaleca się wykorzystanie częstotliwości 1 MHz. Dzięki temu energia niesiona dłuższą falą absorbowana jest w głębszych tkankach.

Zaleca się, aby tempo prowadzenia okrężnego ruchu przetwornika ultradźwiękowego w zabiegach przegrzewania wynosiło 3–4 cm/s. W pracy Shaik i wsp. [49] tempo ruchu wyznaczał metronom. W innych badaniach porównanie trzech różnych prędkości prowadzenia głowicy (2–3 cm/s, 4–5 cm/s oraz 7–8 cm/s) w sonoterapii o gęstości mocy 1,5 W/cm2, fali ciągłej o częstotliwości 1 MHz nie wpłynęło istotnie na różnice wielkości efektu termicznego wewnątrz mięśnia trójgłowego łydki mierzonego termistorami [56]. 

We współczesnych aparatach efekt termiczny zależy od współczynnika niejednorodności wiązki BNR (ang. beam nonuniformity ratio), który w urządzeniach wysokiej jakości powinien być mniejszy niż 5. Oznacza on, o ile razy większa jest szczytowa gęstość mocy w stosunku do średniej gęstości mocy w polu UD. Niski stosunek BNR charakteryzuje bardziej jednorodne pole bliskie ultradźwiękowe.

Na efekt termiczny wpływ może mieć rodzaj urządzenia [32], ale wpływu nie ma masa przetwornika ultradźwiękowego [26].

Ogrzanie tkanek pod wpływem ultradźwięków o gęstości mocy 1,5 W/cm2, częstotliwości 1 MHz falą ciągłą w czasie 20 min ustępuje jednak efektom diatermii krótkofalowej w mięśniu trójgłowym łydki [20].

Przeciwwskazania do stosowania ultradźwięków:

  • powłoki brzuszne u kobiet ciężarnych (narażenie płodu),
  • zakrzepowe zapalenie żył i miejsca po zakrzepowym zapaleniu żył (niebezpieczeństwo oderwania się skrzepliny), 
  • ostre niedokrwienie kończyn na tle miażdżycy tętnic, 
  • ostre zapalenia, 
  • hemofilia. 

Obszary ciała przeciwwskazane do stosowania ultradźwięków:

  • gałka oczna i okolica oczu (możliwość przegrzania soczewki),
  • okolica serca, klatki piersiowej i kręgosłupa piersiowego u osób z wszczepionym rozrusznikiem serca,
  • gonady,
  • klatka piersiowa (w przypadku gruźlicy płuc),
  • narządy miąższowe jamy brzusznej,
  • kręgosłup szyjny powyżej trzeciego kręgu szyjnego,
  • nasady kości ze względu na niezakończony wzrost kości u dzieci i młodzieży.

Terapia łączona 

W fizjoterapii zdecydowanie najczęściej wykonuje się zabiegi w sposób oddzielny, jeden po drugim, z zachowaniem właściwej kolejności. Istnieje także możliwość symultanicznego wykonania dwóch rodzajów energii. Dotyczy to energii fal akustycznych, czyli ultradźwięków, i prądu elektrycznego typu przezskórnej elektrycznej stymulacji nerwów (TENS), elektrostymulacji wysokonapięciowej (HVS), prądów interferencyjnych średniej częstotliwości (MF).

W związku z tym w fizjoterapii wyróżnia się trzy typy kojarzenia procedur fizjoterapeutycznych:

  • typ I, w którym wykonuje się zabiegi jeden po drugim z zachowaniem właściwej kolejności,
  • typ II, który polega na jednoczesnym aplikowaniu dwóch lub większej liczby bodźców fizykalnych, 
  • typ III, w którym zabiegi fizykalne łączone są z farmakoterapią [44].

Typ I łączenia – ultradźwięki, kinezyterapia i inne zabiegi

U pacjentów z zespołami bólowymi w przebiegu choroby zwyrodnieniowej kręgosłupa zaleca się wykonanie ultradźwięków (1 MHz, 1–1,2 W/cm2, metodą dynamiczną wykonaną przykręgosłupowo) przed kinezyterapią (ćwiczenia czynne) [30].
 

U pacjentów z zespołem cieśni podbarkowej zabiegi ultradźwięków trwające 8 min łączy się z miejscowym ciepłem, elektroterapią TENS i kinezyterapią. Okazało się, że zabiegi sonoterapii trwające 8 min są skuteczniejsze w pomniejszaniu bólu i poprawie funkcji niż krótki, czterominutowy zabieg z użyciem UD i pozostałych metod. Należy podkreślić, że zabieg miejscowego ciepła wykonuje się przed ultradźwiękami, co powoduje pochłanianie energii fal ultradźwiękowych w warstwach powierzchownych, w miejscu intensywnego przekrwienia [57].

Połączenie terapii ultradźwiękowej i ćwiczeń okazało się skuteczniejsze w pomniejszaniu bólu i poprawie zakresu ruchu w dysfunkcjach stawu skroniowo-żuchwowego [53]. 

Miejscowe ciepło, ultradźwięki oraz ćwiczenia wyraźnie zmniejszyły natężenie dolegliwości bólowych, poprawiły elastyczność tkanki łącznej u pacjentów z zespołem mięśniowo-powięziowym [1].

Terapia składająca się z ultradźwięków i elektroterapii wpłynęła istotnie na zmniejszenie bólu i napięcia mięśniowego spowodowanego występowaniem punktów „trigger” w obszarze mięśnia czworobocznego [28].

W przypadku...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 11 wydań czasopisma "Praktyczna Fizjoterapia i Rehabilitacja"
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy