Ультразвуковая терапия, методики, показания, ограничения к применению
Ультразвуковая терапия – это методика лечения при помощи ультразвука. УЗТ используют в физиотерапии для лечения и профилактики различных заболеваний. Методику применяют в разных областях медицины, таких как ортопедия, хирургия, гинекология, офтальмология, дерматология, отоларингология, стоматология, педиатрия. Ультразвуковая терапия позволяет снизить частоту обострений, а также сократить время восстановления после операции, острых патологий.
Ультразвуковые волны были открыты в 1899 году, их обнаружил К. Konig. Использовать на практике ультразвук пробовал русский инженер К. В. Шиловский и французский изобретатель Ланжевен в 1914-1918 годах. Исследования этих ученых привели к созданию излучателя ультразвука. Он работал на основе пьезоэлектрического эффекта в соответствии с разработкой братьев Кюри. После этого был сделан прибор на основе магнитострикции. Со временем лучи, исходящие из аппарата, стали более направленными на конкретный объект. Это позволило применять ультразвуковые волны в промышленности и медицине. В медицине начали применять ультразвук после 1927 года.
Толчком к использованию УЗТ стала работа ученых о биологическом воздействии ультразвука на организм. Есть мнение, что первым ультразвук начал применять Р. Польман. Он создал вибратор, излучающий ультразвуковые волны. Польман лечил УЗ-волнами ишиас, невралгию, миалгию. Результаты лечения были положительные. К 1945 году УЗТ стали использовать в Германии, Западной Европе, США, Японии. В нашей стране методику начали применять только 1953 году. Ученый В. А. Плотников впервые попробовал лечить контрактуру Дюпюитрена ультразвуком. В 1955 году УЗ-волны стали использовать в терапии неврологических, суставных патологий, кожных болезней. Начиная с 1961 года, начали производить отечественные ультразвуковые приборы. Производство их было серийным, что послужило толчком для развития ультразвуковой терапии. В 1986 году ученым из Белоруссии (Л. И. Богданович, В. С. Улащик, А. А. Чиркин) была присуждена премия в области науки и техники. Методики ультразвуковой терапии в физиотерапии сегодня применяются очень широко для лечения различных заболеваний.
Характеристики ультразвуковых волн
Для физиотерапевтических процедур применяются УЗ-волны с частотой 800-3000 кГЦ. Для хирургических манипуляций частота колебаний составляет 20-100 кГЦ. Дозировка ультразвукового воздействия на организм зависит от интенсивности, продолжительности воздействия, а также типа генерации УЗ-волн (непрерывные, импульсные).
Интенсивность УЗ-волн:
Низкая (не более 0,4 Вт/см2)
Средняя (0,5-0,8 Вт/см2)
Высокая (0,9-1 Вт/см2)
При непрерывном воздействии ультразвука УЗ-волны без остановки направляются на ткани. Импульсное воздействие на органы представляет собой прерывающийся поток волн продолжительностью 2,4 или 10 мс. Степень поглощения ультразвуковых волн зависит от акустики и частоты колебаний. Если ткани мягкие, то поглощение будет происходить на глубине 4-5 см при частоте 800-900 кГц, на глубине 1,5-2 см при частоте 3000 кГц.
Поглощение тканей по отношению к крови:
жировая − в 4 раза эффективнее;
мышечная − в 10 раз лучше;
костная – в 75 раз интенсивнее.
На месте перехода различных видов тканей интенсивность поглощения УЗ-волн значительно выше. В воздухе они сразу поглощаются, поэтому для проведения ультразвуковых физиопроцедур применяют различные среды.
Механизм воздействия УЗ-излучения
Выделяют несколько механизмов воздействия ультразвука на организм. К ним относятся: механический, тепловой, физико-химический, нервно-рефлекторный. Они являются первичными механизмами ультразвуковой терапии. Механическое воздействие заключается в высокочастотных колебаниях, которые передаются тканям. При этом происходит очень мелкая, незаметная человеку вибрация. Вибрационное воздействие приводит к увеличению кровообращения, повышению метаболизма в клетках.
Под действием вибрации в клетке снижается вязкость цитоплазматической жидкости. В тканях начинает разрыхляться соединительная ткань. В клетках ускоряется диффузия микроэлементов, стимулируется работа лизосом. Из лизосом начинают выходить ферменты, которые повышают функцию белковых соединений. Эти процессы способствуют ускорению обмена веществ. При подаче волн высокой частоты увеличивается проницаемость гистогематических барьеров. Тепловой эффект подразумевает переход энергии УЗ-волн после поглощения тканями в тепло. Температура в них увеличивается на 1°С. При этом ускоряется ферментативная активность внутри тканей, стимулируются биохимические реакции. Тепло образуется только на границах разных по плотности тканей. Тепловую энергию больше поглощают органы с дефицитом кровотока, насыщенные коллагеновыми волокнами, а также нервная, костная ткань.
Физико-химическое воздействие вызвано механическим резонансом. Он увеличивает скорость движения молекулярных структур, повышается процесс распада молекул на ионы, появляются новые электрические поля. Ускоряется окисление липидов, улучшается работа митохондриальных структур клеток, стимулируются физические и химические процессы в тканях организма. Активируются биологически активные вещества, такие как гистамин, серотонин. Под действием УЗ-волн улучшается дыхание и окисление в органах. Все эти процессы ускоряют восстановление тканей.
Выделяют следующие фазы реакции организма:
Фаза непосредственного воздействия
Стимулируются все виды воздействия: механическое, физико-химическое, тепловое.
Фаза преобладания стресс-индуцирующей системы
Продолжается на протяжении 4 часов после действия на ткани УЗ-волн.
Действует на протяжении 4-12 часов. Уменьшается секреция кортизола, адренокортикотропного гормона, ускоряются метаболические и восстановительные процессы в органах.
Фаза усиления компенсаторно-приспособительных процессов
Длительность составляет 12-24 часа. Увеличивается работа митохондриальных структур, стимулируется дыхательная функция клеток и тканей, пентозно-фосфатный обмен, повышается процесс деления клеточных структур, улучшается лимфоотток от органов, ускоряется приток крови.
Поздний следовой период
Продолжительность до 3 месяцев. Ускоряются все обменные процессы.
УЗ-волны являются специфическим раздражителем при действии их на органы и ткани. Если воздействие ультразвука направлено на кожу, то формируется воспалительная реакция, покраснение кожи, увеличивается обмен веществ. Во время ультразвуковой терапии (УЗТ) повышается количество тучных клеток, стимулируется функция камбиальных (стволовых) клеточных структур, повышается концентрация мукополисахаридов.
На фоне терапии в коже увеличивается функция железистого аппарата (сальные потовые железы), реакция кожи на раздражители становится более яркой. Ткани нервной системы очень чувствительны к воздействию УЗ-волн. Ультразвук тормозит работу рецепторов синаптических щелей, что способствует снижению скорости передачи нервных импульсов. Улучшается общее состояние у пациентов с нарушениями вегетативной нервной системы. Если УЗ-волны действуют на области желез, это ведет к стимуляции синтеза гормонов. Повышается иммунная активность.
При воздействии на сердечно-сосудистую систему ультразвук способен усиливать кровоток, немного понижать артериальное давление, повышать частоту сердечного ритма. Реологические свойства крови становятся лучше, повышается функция эритроцитов и лейкоцитов.
Показания к назначению УЗТ
ЛОР-болезни (наличие аденоидов, ангины, фарингиты в стадии восстановления и другие болезни)
Болезнь Шегрена
Терапия рубцовых изменений в послеоперационном периоде
Экзема, нейродерматит
Патологии нервной системы
Болезни суставного аппарата
Энурез
Остеохондроз поясничной области
Поясничные радикулопатии, грыжи поясничного отдела
Артриты, артрозы (ревматоидные, а также с деформацией сустава)
Невралгия тройничного нерва
Патологии глаз (катаракта, поражения роговицы, заболевания сетчатки)
Сколиоз. Рубцовые контрактуры
Рубцы после ожоговой травмы
Последствия травм
Язвы при венозной недостаточности
Переломы костей (трубчатых)
Патология простаты
Снижение функции яичников, бесплодие
Серозный мастит
Болезни матки, труб, яичников, спаечные образования малого таза
Гнойное отделяемое или абсцесс
Аритмия
Интоксикация
Тромбофлебит
Гипотония
Желтушный синдром
Тромбоз вен
Печеночная и почечная колика
Гипертиреоз, тиреотоксикоз
Астения
Вегетативная дисфункция
Гемофилия
Сахарный диабет (поздняя стадия)
Хронический нефрит
Атеросклеротическое поражение сосудов
Туберкулезное поражение легочной ткани
Тяжелая гипертония
Злокачественный опухолевый процесс
Инфекционные болезни любой этиологии
Период вынашивания плода
Нарушение свертывающей способности крови
Невропатия лицевого нерва, невралгии
Техника проведения процедур
Во время применения ультразвукового метода лечения не следует направлять излучатель на область сердца, мозг, точки роста костей у детей. Техника проведения и аппараты УЗТ При проведении ультразвукового физиолечения необходимо устранить гнойные очаги инфекции. Это можно сделать при помощи лекарственных препаратов и дезинфицирующих растворов. Также следует пролечить инфекционные заболевания вирусной или бактериальной природы. Алгоритм физиопроцедуры следующий. Перед началом терапии кожу в месте контакта с аппаратной головкой излучателя необходимо смазать специальным веществом (вазелином, ланолином).
Включают прибор, настраивают интенсивность волн, выставляют время. После этого излучатель устанавливают в необходимой области на поверхности кожи и начинают водить со скоростью 1 см в секунду. На начальном этапе лечения можно обрабатывать не больше 1-2 полей за 1 сеанс. После двух дней лечения можно облучать до 3-4 полей. Продолжительность процедуры в первые двое суток не должна превышать 5 минут. Длительность последующих сеансов составляет до 15 минут. Детям процедуру рекомендуется проводить не более 10 минут.
При обработке ультразвуком конечностей (стопы, кисти, суставы, предплечье, голень) процедуру проводят в воде. Больной опускает руку или ногу в ванну, туда же погружают излучатель. Температурный режим для воды составляет 32-36°С. Длительность физиопроцедуры до 15 минут. Во время терапии необходимо обеспечить безопасность медицинского персонала. Медсестра, которая держит в воде излучатель, должна надеть шерстяную рукавицу, а сверху на нее резиновую перчатку. Это защищает руку медработника от воздействия на руку ультразвукового воздействия. Варежка из шерсти имеет в порах воздух, который полностью поглощает УЗ-волны.
Применение ультразвука у детей
Ультразвуковая терапия детям назначается только с 7-летнего возраста. В более раннем возрасте применять методику не следует. Терапию используют по тем же показаниям, что и для взрослых.
Подросткам-девочкам УЗТ применяют для лечения нарушения менструального цикла. Пациентам младшего возраста ультразвук показан при аденоидите и других ЛОР-патологиях. Ультразвуковое лечение детям также необходимо при энурезе. УЗ-волны улучшают состояние ткани мочевого пузыря, что помогает сформировать нормальный рефлекс на мочеиспускание, снизить реактивность мочевого пузыря.
Ультразвуковая терапия – это относительно безопасный метод лечения. Его используют при различных заболеваниях. Применять методику лечения ультразвуком разрешено больницам, а также санаторно-курортным учреждениям. Для проведения УЗ-терапии обязательно нужно обратиться к доктору. Он определит длительность сеансов, интенсивность воздействия ультразвуковых волн, продолжительность курса.
Наши менеджеры всегда готовы проконсультировать и ответить на все вопросы: приобретение, доставка, эксплуатация, постпродажный сервис и т.п.
Компания «Вита Техника» Тел. 8 (800) 550 22 67 / 8 (343) 288 51 46 Эл. почта sales@vt66.ru
Источник
Ультразвук в водоподготовке
Опубликовано: 04 декабря 2015 г.
Ультразвук в системах водоснабжения применяется для обнаружения трещин и других повреждений на трубопроводах и технологическом оборудовании с помощью методов ультразвуковой дефектоскопии, находит также применение в контрольно-измерительных приборах для определения уровня жидкости в резервуарах и для установления скорости течения воды в напорных и безнапорных каналах (ультразвуковые водосчетчики). Ультразвуковая обработка оборудования используется для удаления минеральных отложений. В водоподготовке ультразвук применяется для обеззараживания питьевой воды и удаления из нее примесей и загрязнений.
П о своей физической сущности ультразвук представляет собой упругие волны наподобие обычных звуковых волн, но с большими частотами от 15 кгц до 106 кгц. Такие частоты колебаний придают ультразвуку уникальные возможности по своему распространению и затуханию в воде. Это проявляется в дисперсии звука, а также в образовании зон разряжений и уплотнений. Эти зоны образуют своеобразную дифракционную решетку, на которой происходит дифракция световых волн в оптически прозрачных средах, например, чистой воде.
Другая особенность ультразвука – большая интенсивность колебаний при небольших амплитудах. Это приводит к высокой плотности потока энергии, которая вызывает в воде явление кавитации – рост пузырьков газа в воде. В этих пузырьках возникают области высоких давлений и локальных разряжений. Кавитация в воде наступает уже при частоте колебаний 20 кгц и плотности потока энергии 0,3 Вт/см2. При больших частотах – 100–10 000 кгц и интенсивности в несколько Вт/см2 происходит образование фонтана или тумана.
Ультразвук получают с помощью генераторов, которые можно условно разбить на две группы. К первой группе относятся механические излучатели, однако они обладают невысоким КПД и широким спектром излучаемых частот, что сильно ограничивает область их использования. Ко второй, основной группе ультразвуковых генераторов относятся все виды преобразователей, которые тем или иным способом преобразуют электрические колебания в механические.
Для получения низкочастотных колебаний используются электрические излучатели, работающие на основе эффекта магнитострикции с сердечниками из никеля, ферритов и других сплавов. Магнитострикционные излучатели представляют собой цилиндрические или кольцевые сердечники с обмоткой, на которую подается переменный электрический ток определенной частоты. Получение ультразвука средней и высокой частот производится главным образом за счет пьезоэффекта при использовании кристаллов кварца, ниобата лития и дигидрофостфата калия. Такие излучатели представляют собой пластины из этих материалов, к которой подведены электрические провода для подачи переменного электрического тока. Во всех видах излучателей для увеличения интенсивности излучения применяют ультразвуковую фокусировку, а для увеличения амплитуды – концентраторы ультразвукового излучения.
Очистка воды от примесей
На кавитации, вызываемой ультразвуковым воздействием, основан метод удаления из воды примесей железа, марганца, а также растворенных газов. В нем применяется механический ультразвуковой генератор, выполненный в виде эжектора. При протекании воды через этот эжектор образуется паровоздушная смесь со скоростью распространения, превышающей звуковой барьер. Это вызывает кавитацию и приводит к дроблению воды до субмикронных размеров с резким уменьшением, вплоть до 1 мин, времени окисления кислородом воздуха двухвалентного железа (Fe +2) до трехвалентного (Fe +3). При этом также окисляются примеси марганца. Это связано с тем, что скорость распространения звуковых волн в водновоздушной среде сильно падает и достигает минимума при 27 м/с (около 97 км/ч). Поэтому сверхзвуковые скорости в эжекторе, разработанном фирмой «Тензор» (Дубна, Московская обл.), могут быть достигнуты при невысоких давлениях в водонапорной линии, которые обычно составляют всего 2,5–3,0 атм.
Ультразвуковое обеззараживание
Одним из способов обеззараживания воды в процессе водоочистки и обработки стоков является ультразвуковая обработка, которая основана также на использовании кавитации, вызванной ультразвуком. Образование высоких давлений при протекании кавитации приводят к разрыву оболочек клеток микроорганизмов и их дальнейшей гибели. Важной особенностью ультразвукового обеззараживания питьевой воды является то, что бактерицидное действие ультразвука чрезвычайно сильно зависит от интенсивности колебаний. Для полного уничтожения патогенной микрофлоры, включая ряд споров и грибков, необходимы достаточно большие дозы поглощенной энергии. В ряде случаев это очень затруднительно, и поэтому для широкого практического применения используется комбинированное воздействие на воду, включающее ультразвуковое и УФ облучение. Примером может служить серия установок «Лазурь–М» производства компании «Сварог» (Москва), в которой использовано УФ излучение с максимумами 253,7 и 185 нм совместно с ультразвуковым воздействием. Эти установки выпускаются в модульном исполнении производительностью от 0,5 до 50 м3/ч и используются как в отдельных коттеджей, так и в населенных пунктах и на промышленных предприятиях.
Разрушение органических загрязнений воды
Недавно в университете Purdue (США) был разработан эффективный метод использования ультразвука для очистки воды, который заключается в разрушение примесей органического происхождения под действием кавитации, сопровождающейся сонолюминесценцией. Суть этого явления заключается в том, что в лопающемся пузырьке при высоких температурах и давлении находится газ, который светится. Этого излучения в сочетании с температурным и манометрическим воздействием оказывается достаточно для разрушения примесей органического происхождения. Предполагается, что ультразвуковые технологии в будущем будут удачной альтернативой традиционным методам, использующим хлор и озон. Дело в том, что под воздействием этих соединений происходит обеззараживание и очистка воды, но также образуются различные органические соединения, обладающие токсичностью. Ожидается, что в результате такой обработки органические примеси распадаются на относительно безвредные компоненты. Разработчики считают несомненными преимуществами этого метода отсутствие химических реагентов и легкость его применения на практике.
Рис. 1 Ультразвуковые преобразователи, применяющиеся в составе ультразвуковых водосчетчиков.
Рис. 2 Ультразвуковой противонакипной аппарат «ЗЕВСОНИК В-2»
Рис. 3 Установка для обеззараживания воды комбинированным воздействием ультразвука и ультрафиолетового облучения «Лазурь М 250».
Статья из журнала «Аква-Терм» ноябрь-декабрь, № 6 (88), 2015. Рубрика «Водоснабжение и водоподготовка»
