léčebný ultrazvuk
DESCRIPTION
Léčebný ultrazvuk. Vratislav Fabián 15.3.2010. Zvuk. Generování ultrazvuku Biologické účinky ultrazvuku Aplikace ultrazvuku Terapeutický ultrazvuk Čistící ultrazvuk Litotripsie Rázová vlna. Generování ultrazvuku. Mechanické generátory Píšťaly Malý výkon Nízké frekvence. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Léčebný ultrazvuk
Vratislav Fabián15.3.2010
Zvuk
Generování ultrazvuku Biologické účinky ultrazvuku Aplikace ultrazvuku
Terapeutický ultrazvuk Čistící ultrazvuk Litotripsie Rázová vlna
Generování ultrazvuku
Mechanické generátory Píšťaly Malý výkon Nízké frekvence
Generování ultrazvuku
Magnetostrikční generátory Ultrazvukové kmity jsou vytvářeny
změnou rozměrů feromagnetického materiálu vyvolané magnetickým polem
Magnetostrikční materiály – železo, nikl, kobalt a jejich slitiny
Generování ultrazvuku do cca 100kHz Velký výkon
Generování ultrazvuku
Obrácený piezoelektrický jev - elektrostrikce Ultrazvukové kmity jsou vytvářeny
změnou rozměrů materiálu po aplikaci elektrického pole
Piezoelektrické materiály – monokrysta-lický křemen, křišťál
Generování ultrazvuku do desítek MHz Nižší výkony
Generování ultrazvuku Elektrické napětí se přivádí z generátoru s
frekvencí dle naladěnou na vlastní rezonanční kmitočet destičky (čím tenčí destička, tím vyšší generovaný kmitočet)
Velká absorpce ultrazvuku ve vzduchu způsobená vnitřním třením při stlačování prostředí – krystal uložen v kapalině popř. tekutým lepidlem přilepen ke kovové hlavici.
Mezi hlavicí a tělem je také nutné mít ze stejného důvodu zajištěn dobrý akustický kontakt (imerzní prostředí – gel, olej)
Zvuk
mechanické kmitání 20Hz až 20kHz – slyšitelný zvuk 0,7Hz až 20Hz – infrazvuk 20kHz až stovky MHz - ultrazvuk
Rychlost šíření zvuku
E … Youngův modul pružnosti(ocel cca 5100 m/s)
K … modul obj. pružnosti(voda cca 1500 m/s)
Rychlost šíření zvukuProstředí Rychlost zvuku c (m/s)
Vzduch 0°C 332
Vzduch 20°C 344
Vodík 1270
Voda 13°C 1441
Voda 20°C 1484
Led 0°C 3200
Guma 1440
Ocel 5000
Sklo 6000
Rychlost zvuku ve vzduchuEffect of temperature
teplota [°C] c in m·s-1 ρ in kg·m-3 Z in N·s·m-3
−10 325.2 1.342 436.1
−5 328.3 1.317 432.0
0 331.3 1.292 428.4
5 334.3 1.269 424.3
10 337.3 1.247 420.6
15 340.3 1.225 416.8
20 343.2 1.204 413.2
25 346.1 1.184 409.8
30 349.0 1.165 406.3
Akustická impedance
Analogie k el. veličinám:
Z = Uef/Ief => Z = pef/vef
Z = c . ρ
Akustická impedance je pro každé prostředí veličina charakteristická a ovlivňuje velikost odrazu akustickéEnergie při dopadu zvukové vlny na rozhraní prostře-dí o různých akustických impedancí.
Ultrazvuková hlavice
Využívá se blízké pole Velikost blízkého pole určíme ze
vztahu:
Úhel:
Rozman
Ultrazvuková hlavice Z konstrukčního hlediska je zcela zásadní tloušťka krycí
vrstvy ultrazvukového měniče ve směru vyzařování. Pro maximální přenos energie musí být vrstva rezonančně naladěna a její velikost má vyhovovat podmínce minima odrazů a maximálního průniku
pouzdro
měnič
vf kabel
Rozman
Účinky ultrazvuku
Jsou způsobeny absorpcí zvukové energie v tkáni
Absorpce závisí na kmitočtu, intenzitě a době trvání
Mechanické účinky
Energie zvukových vln roste se čtvercem frekvence, takže intenzita může dosahovat až několik desítek W/cm2
Vznik kavitací – vakuové dutinky
Navrátil, Rosina: Medicínská biofyzika
Kavitace Ultrazvuková kavitace je termín užívaný při popisu chování
bublin plynu v kapalinách vystavených ultrazvukovému vlnění. Při šíření ultrazvuku velkých intenzit v kapalinách může v místech podtlaku dojít k narušení spojitosti prostředí a vzniku kavitační bubliny. Vzniknuvší bublina plynu však rychle zaniká působením následujícího stlačení. Kavitace je tedy jevem, při kterém se transformuje relativně nízká hustota energie ultrazvuku na vysokou hustotu energie koncentrovanou v malých objemech uvnitř zanikající kavitační bubliny nebo v blízkosti. Tím se vysvětluje úloha kavitace při urychlování chemických reakcí, změnách vlastností biomakromolekul či poruchách až zániku buněk (ultra-zvuková chirurgie). Kavitační práh je definován hodnotou akustického tlaku nebo intenzity, při kterých právě vzniká kavitace. Je závislý na tlaku, teplotě, povrchovém napětí roztoku, době ozvučování a pracovní frekvenci.
Rozman
Tepelné účinky
Tření kmitajících částic prostředí (tkáně). Zejména na rozhraních s různou akustickou impedancí – může vzniknout bolest na přechodu měkká tkáň – kost.
x [cm]
kostsvaltukkůže
T [K
]
Navrátil, Rosina: Medicínská biofyzika, Rozman
Fyzikálně chemické a disperzní
Excitace molekul díky ultrazvukovým kmitům – urychlení chemických reakcí
Příprava jemných suspenzí, emulzí aerosolů (ultrazvukové inhalátory)
Navrátil, Rosina: Medicínská biofyzika
Chemické a elektrochemické
Depolymerizace některých vysoko-molekulárních látek – ve vodném prostředí vznik volných radikálů
Navrátil, Rosina: Medicínská biofyzika
Souhrn účinků Zvýšení membránové permeability –
zrychlení difuze v tkáních Porušení vodivosti nervových vláken –
tlumivý účinek na přenos vzruchů Změna pH tkáně – alkalizace tkáně, po
nadměrné intenzitě naopak acidóza Analgetický účinek – tišení bolesti přímými i
nepřímými mechanizmy Zvýšení krevního oběhu a metabolismu Změkčování vazivové tkáně
Souhrn účinků Do 1,5W/cm2 jsou účinky léčebného
ultrazvuku na tkáň pozitivní. Do 3W/cm2 jsou změny v tkáni
reverzibilní Nad 3W/cm2 dochází k ireverzibilním
změnám spočívajících v destrukci buněčného jádra, denaturalizaci bílkovin tepelnými a chemickými účinky
Aplikace ultrazvuku
Léčebný ultrazvuk Frekvence 1 až 3 MHz Intenzita do 3W/cm2
Běžný léčebný postup v rehabilitaci Analgetický účinek Spasmolytický (myorelaxační) účinek Zvýšení místního krevního oběhu a
metabolismu
Léčebný ultrazvuk
oscilátor regulace výkonu koncový stupeň
měření intenzitygenerátorimpulsů
terapeutickéhodiny
kontrola spojení
Rozman
Léčebný ultrazvuk
Indikace léčebného ultrazvuku Revmatologie
zánětlivá revmatická onemocnění revmatoidní artritida (zánět kloubu), Bechtěrevova choroba,
degenerativní změny kloubů a páteře, svalový revmatismus
periartritidy (zánět tkáně okolo kloubu), epikondylitidy (tenisový loket), Dupuytrenova kontraktura (zkrácení šlach v dlani).
Ortopedie, traumatologie poúrazové stavy a následky
stavy po kontuzích (zhmoždění, poranění měkkých tkání), kontraktury (fixované držení části těla zkrácením svalu), Sudeckův syndrom (řídnutí kostí z nečinnosti po úrazu).
Neurologie lumbago a ischialgie (ústřel a bolest sedacího nervu), diskopatie (postižení meziobratlových destiček), zánět lícního nervu, kauzalgie (vazomotorické poruchy), reflexní dystrofie končetin (porucha výživy buněk).
Interní lékařství trávicí orgány, dýchací orgány, cirkulace periferního řečiště.
Rozman
Kontraindikace léčebného uzv zhoubné nádory a metastázy, akutní zánětové procesy, horečnaté stavy, TBC, choroby srdce a cév, varixy, trombózy, krvácení, žaludeční vředy, akutní kloubový revmatismus, gravidita.
Rozman
Měření ultrazvuku - Metoda vážení síly vlnění (záření)
Skripta: Dobiáš, Fabián – Použití tech…
Aplikace ultrazvuku
Dentální ultrazvuk Frekvence 20 až 50 kHz Vysoká hustota toku akustické energie –
magnetostrikční zdroj Vznik kavitace –
odstraňování zubního kamene
Litotripsie - ESWL• Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy
• Na neinvazivní rozrušování ledvinovýchnebo žlučníkových kamenů
• Pneumaticky generovaný akustický puls
• Genetátor umístěn v jednom ohnisku elipsoidu
• Ve druhém ohnisku kámen
• Polohování pomocí rentgenu či ultra-zvuku
• Pacient dříve ve vaně, nyní pouze přiložen aplikátor
Litotripsie – generování rázu• Elektrohydralicky
• Piezoelektricky – rychlá deformace krystalu velkým elektrickým polem
• Elektromagneticky – pohybem membrány spojené s cívkou elmgnetu
• Kladná ampliduta tlaku až 100MPa• Záporná amplituda tlaku až 10MPa – vznik kavitace
•Aplikace na volné kameny o průměru 2mm až 2cm
www.btl.cz
Ledvinové kameny Ledvinové kameny jsou tvořeny nahromaděním minerálních solí, které se mohou usazovat kdekoliv v močových cestách. Ke
krystalizaci dochází při nasycení moči krystalotvornýmimi látkami a při změně pH moči (např. při infekci).
Druhy kamenů: vápenné kameny (tvořené šťavelanem nebo fosforečnanem vápenatým) - 80%kameny z kyseliny močovékameny tvořené fosfátem hořečnato-amonnýmcystinové kameny Příčiny
Příčiny vzniku:
Vápenné kameny:vysoká hladina vápníku v krvi a následně v moči:
zvýšené vstřebávání vápníku ve střevě ( často dědičná tendence ) porucha funkce příštítných tělísek otrava vitaminem D nadměrná konzumace rafinovaných cukrů - stimuluje tvorbu inzulínu, který způsobuje nadměrné vylučování vápníku močí vysoká konzumace živočišných bílkovin zvyšuje též vylučování vápníku močí nadměrná konzumace šťavelanů ( špenát, reveň, řepa, arašídy,jahody, angrešt, chřest, kakao, čokoláda, ostružiny, sladké brambory,
pečené fazole, pórek, rebarbora, hroznové víno, coca-cola) nadměrné pití některých druhů minerálek dehydratace
Urátové kameny (z kyseliny močové):
nadměrná hladina kyseliny močové v krvi - při dně dehydratace
Kameny z fosfátu hořečnato-amonného:
Se tvoří na základě infekce ( především u žen )
Cystinové kameny:
Cystinurie - dědičná porucha Příznaky Nepříliš silná bolest na jedné straně dolní části zad Ledvinná kolika - způsobená pohybem kameny v močovodu nebo ledvinách Potíže s močením - způsobují kameny v močovém měchýři Častější infekce
http://diagnozy.doktorka.cz
Litotripsie - ESWL• DORNIER MedTech
www.dornier.com
Litotripsie - ESWL• DORNIER MedTech
Rázová vlna - ESWT• Extracorporal Shock Wave Therapy
• Indikace• ostruha kosti patní / plantarni fasciitida• bolest ramene s kalcifikacemi nebo bez nich / kalcifikovana tendinitida (syndrom rotatorove manžety ramennihokloubu / kalcifikujici bursitida – bursitis calcarea)• bolest Achillovy šlachy• proximální iliotibiálni bursitida / tendinitida trochanterickeho úponu• radiálni nebo ulnárni epikondylitida humeru („tenisovy“ či „golfovy“ loket)• patelarni tendinopatie („skokanské koleno“)• syndrom tibiálni hrany• úponové tendinitidy obecně• akupunktura• svalové spouštěcí (bolestivé) body
www.storzmedical.ch
Rázová vlna - ESWT
• Kontraindikace•koagulační poruchy (hemofilie)•užíváni antikoagulancií, zvláště Marcumaru•trombóza•nádorové choroby, pacienti s karcinomem•těhotenství•polyneuropatie při diabetu•akutní záněty / hnisavá ložiska v cílove oblasti•děti v období růstu•léčba kortikoidy v období 6 tydnů před první léčbou ESWT
www.storzmedical.ch
Aerosologie – disperze UZV Ultrazvukové inhalátory
Aerosol je kvazistabilní jemná suspenze pevných či kapalných látek v plynu. Průměr částic se pohybuje od 1 nm do 10 μm. Plynné suspenze s částicemi o průměru větším než 5 μm se relativně rychle snášejí k zemi a označují se proto jako spreje. Při rozměrech částic menších než 1 nm dosahují suspendované částice velikosti molekul a hovoříme tak o páře či plynu. Podstata vzniku aerosolu se vysvětluje vznikem kavitace nebo turbulentního proudění v kapalinách.
Rozman
Inhalátory
Rozman
Inhalátory
www.omron.com