Терапевтический ультразвук

Медицинская процедура для облегчения боли

Терапевтический ультразвук обычно относится к любому типу ультразвуковой процедуры, которая использует ультразвук для терапевтического эффекта. Физиотерапевтический ультразвук был введен в клиническую практику в 1950-х годах, а литотрипсия была введена в 1980-х годах. Другие находятся на разных стадиях перехода от исследований к клиническому использованию: HIFU , направленная ультразвуковая доставка лекарств, трансдермальная ультразвуковая доставка лекарств, ультразвуковой гемостаз , терапия рака и тромболизис с помощью ультразвука ^{[1] [2].} Он может использовать сфокусированный ультразвук или несфокусированный ультразвук.

В указанных выше применениях ультразвук проходит через ткани человека, где он является основным источником наблюдаемого биологического эффекта (колебания абразивных стоматологических инструментов на ультразвуковых частотах, следовательно, не относятся к этому классу). Ультразвук внутри ткани состоит из очень высокочастотных звуковых волн, от 800 000 Гц до 20 000 000 Гц, которые не могут быть услышаны человеком.

Имеются некоторые доказательства того, что ультразвук более эффективен, чем плацебо, при лечении пациентов с артритными болями ^[3] , различными травмами опорно-двигательного аппарата ^[4] и для ускорения заживления тканей. ^[5]

Медицинское применение

Ультразвук относительно высокой мощности способен разрушать каменистые отложения или ткани, ускорять действие лекарственных препаратов в целевой области, помогать в измерении упругих свойств тканей и может использоваться для сортировки клеток или мелких частиц в исследовательских целях.

• Сфокусированные высокоэнергетические ультразвуковые импульсы можно использовать для дробления камней, таких как камни в почках и желчном пузыре, на фрагменты, достаточно мелкие, чтобы их можно было вывести из организма без особых затруднений. Этот процесс известен как литотрипсия .
• Источники сфокусированного ультразвука могут использоваться для лечения катаракты методом факоэмульсификации .
• Ультразвук может удалять опухоли или другие ткани неинвазивным способом. Это достигается с помощью техники, известной как фокусированный ультразвук высокой интенсивности (HIFU), также называемый фокусированной ультразвуковой хирургией . Эта процедура использует, как правило, более низкие частоты, чем медицинский диагностический ультразвук (250–2000 кГц), но значительно более высокую усредненную по времени интенсивность. Лечение часто проводится под контролем магнитно-резонансной томографии (МРТ); тогда эта комбинация называется фокусированным ультразвуком под контролем магнитного резонанса .

Улучшение усвоения лекарств с помощью акустической направленной доставки лекарств

• Доставка химиотерапии к клеткам рака мозга и различных лекарств к другим тканям называется акустической целевой доставкой лекарств . ^[6] Эти процедуры обычно используют высокочастотный ультразвук (1–10 МГц) и диапазон интенсивностей (0–20 Вт/см2 ⁾ . Акустическая энергия фокусируется на интересующей ткани, чтобы возбудить ее матрицу и сделать ее более проницаемой для терапевтических препаратов. ^[7]
• Ультразвук использовался для запуска высвобождения противораковых препаратов из векторов доставки, включая липосомы, полимерные микросферы и самоорганизующиеся полимеры. ^[1]
• Ультразвук необходим для процедур склеротерапии под ультразвуковым контролем и эндовенозной лазерной терапии для нехирургического лечения варикозного расширения вен.
• Ультразвуковая липэктомия — это липосакция с помощью ультразвука.
• Фонофорез — это форма лечения мягких тканей, которая включает в себя использование ультразвука в сочетании с лекарственными гелями и использует ультразвуковые волны для улучшения доставки лекарств в травмированную область. ^[3]

Существует три потенциальных эффекта ультразвука. Первый — это увеличение кровотока в обработанной области. ^{[ требуется цитата ]} Второй — это уменьшение боли за счет уменьшения отека и припухлости ^{[ требуется цитата ]} . Третий — это мягкий массаж мышечных сухожилий и/или связок в обработанной области, поскольку не добавляется напряжение, а любая рубцовая ткань смягчается ^{[ требуется цитата ]} . Эти три преимущества достигаются двумя основными эффектами терапевтического ультразвука. Два типа эффектов: тепловые и нетепловые. Тепловые эффекты обусловлены поглощением звуковых волн. Нетепловые эффекты обусловлены кавитацией , микропотоком и акустическим потоком . ^[1]

Кавитационные эффекты возникают из-за вибрации ткани, которая приводит к образованию микроскопических пузырьков, передающих вибрации таким образом, что они напрямую стимулируют клеточные мембраны. Эта физическая стимуляция, по-видимому, усиливает эффекты восстановления клеток воспалительной реакции.

История

Первое крупномасштабное применение ультразвука произошло во время Второй мировой войны. Строились и использовались гидроакустические системы для навигации подводных лодок. Было установлено, что используемые ими ультразвуковые волны высокой интенсивности нагревают и убивают рыбу. ^[8] Это привело к исследованиям нагрева тканей и эффектов заживления. С 1940-х годов ультразвук использовался физиотерапевтами и эрготерапевтами для терапевтических целей.

Физиотерапия

Ультразвук применяется с помощью преобразователя или аппликатора, который находится в прямом контакте с кожей пациента. Гель используется на всех поверхностях головы для уменьшения трения и содействия передаче ультразвуковых волн. Терапевтический ультразвук в физиотерапии представляет собой попеременное сжатие и разрежение звуковых волн с частотой от 0,7 до 3,3  МГц . Максимальное поглощение энергии в мягких тканях происходит от 2 до 5 см. Интенсивность уменьшается по мере того, как волны проникают глубже. Они поглощаются в основном соединительной тканью : связками , сухожилиями и фасциями (а также рубцовой тканью ). ^[9]

Ультразвук использовался для помощи физиотерапевтам в навигации по транскутанным модальностям, направленным на стимуляцию определенных мышц под кожей; модальностям, таким как сухая игла и акупунктура . Использование ультразвука дает физиотерапевтам возможность лучше локализовать поверхностную мускулатуру. ^[10] Состояния, при которых ультразвук может использоваться для лечения, включают следующие примеры: растяжения связок , мышечные напряжения , тендинит , воспаление суставов , подошвенный фасциит , метатарзалгия , раздражение фасеточных суставов, синдром импинджмента , бурсит , ревматоидный артрит , остеоартрит и адгезия рубцовой ткани. Нет никаких доказательств, подтверждающих использование ультразвука для лечения боли в пояснице, ^[11] и текущие клинические рекомендации рекомендуют не использовать ультразвук при этом состоянии. ^[12] В критическом обзоре было продемонстрировано, что терапевтический ультразвук эффективен в улучшении боли, функции и восстановлении хряща при остеоартрите коленного сустава. Другой систематический обзор и метаанализ низкоинтенсивного импульсного ультразвука при остеоартрите колена продемонстрировал значительный эффект на уменьшение боли и восстановление функции колена. ^[13] Ультразвук, используемый при кальцифицирующем тендините, имел положительный краткосрочный эффект. В долгосрочной перспективе не было значительной разницы с использованием ультразвука. Это показывает, что для облегчения боли и краткосрочного лечения ультразвук может быть эффективным средством лечения кальцифицирующего тендинита ^[14] Обзор с пятью небольшими плацебо-контролируемыми испытаниями 2011 года не подтвердил использование ультразвука при лечении острых растяжений связок голеностопного сустава, а потенциальные лечебные эффекты ультразвука, по-видимому, в целом невелики и, вероятно, имеют ограниченное клиническое значение, особенно в контексте обычно краткосрочного периода восстановления после этих травм. ^[15] Однако сообщается, что терапевтический ультразвук оказывает благоприятное воздействие при спортивных травмах на облегчение боли, контроль отеков и диапазон движений в суставах, возможно, за счет повышения болевого порога, растяжимости коллагена, уменьшения отека и, следовательно, воспаления, мышечных спазмов и скованности суставов. ^[13] Метаанализ показал, что ультразвуковая терапия эффективна для уменьшения боли, увеличения объема движений и снижения функциональных показателей WOMAC у пациентов с остеоартритом коленного сустава. ^[3]

Остеоартрит коленного сустава

Согласно последним исследованиям, терапевтический ультразвук не показал существенного улучшения при хронической боли в пояснице, хронической боли в шее и боли в бедре в сочетании с другими физиотерапевтическими методами. ^{[16] [17]} Однако наиболее убедительные доказательства в пользу использования терапевтического ультразвука наблюдаются при его использовании у пациентов с остеоартритом коленного сустава. Остеоартрит коленного сустава поражает приблизительно 250 миллионов человек во всем мире. ^[18] Хотя не существует известного лечения, терапевтические схемы часто используются для вмешательства в хронические симптомы заболевания. ^[18] В систематическом обзоре 15 исследований пациенты, получавшие ультразвуковое лечение, сравнивались с теми, кто получал лечение плацебо. Доказательства показали, что терапевтический ультразвук значительно облегчал боль, увеличивал диапазон движений и снижал функциональные баллы WOMAC у пациентов с остеоартритом коленного сустава по сравнению с группой плацебо. ^[3] В отдельном метаанализе было подтверждено использование терапевтического ультразвука, поскольку он рассматривается как безопасный немедикаментозный вариант лечения, который может обеспечить дополнительное облегчение боли, а также функциональное улучшение при использовании в качестве дополнительного метода лечения у пациентов с остеоартритом коленного сустава. ^[18]

Инструменты исследования

• Акустический пинцет — это новый инструмент для бесконтактного разделения, концентрации и манипулирования микрочастицами и биологическими клетками , использующий ультразвук в диапазоне низких МГц для формирования стоячих волн . Это основано на силе акустического излучения , которая заставляет частицы притягиваться либо к узлам , либо к пучностям стоячей волны в зависимости от коэффициента акустического контраста , который является функцией скоростей звука и плотностей частицы и среды, в которую погружена частица.
• Было показано, что применение сфокусированного ультразвука в сочетании с микропузырьками обеспечивает неинвазивную доставку эпирубицина через гематоэнцефалический барьер в моделях на мышах ^[1] и неинвазивную доставку ГАМК в нечеловеческих приматах. ^[19]

Исследовать

• Использование ультразвука для создания клеточных эффектов в мягких тканях вышло из моды, поскольку исследования показали его недостаточную эффективность ^[20] и отсутствие научной основы для предлагаемых биофизических эффектов. ^[21]
• Согласно метаанализу 2017 года и соответствующим практическим рекомендациям, низкоинтенсивный импульсный ультразвук больше не следует использовать для регенерации костей, поскольку высококачественные клинические исследования не продемонстрировали клинической пользы. ^{[22] [23]}
• Дополнительным эффектом низкоинтенсивного ультразвука может быть его способность нарушать гематоэнцефалический барьер для доставки лекарств. ^[24]
• Транскраниальный ультразвук проходит испытания на предмет использования в качестве вспомогательного средства для лечения тканевого активатора плазминогена у пациентов, перенесших инсульт, в рамках процедуры, называемой системным тромболизисом с ультразвуковым усилением .
• Было показано, что ультразвук действует синергически с антибиотиками, убивая бактерии. ^[25]
• Было высказано предположение, что ультразвук позволяет создавать более плотные культуры эукариотических клеток, способствуя проникновению питательных веществ. ^[26]
• Длительный терапевтический ультразвук, называемый устойчивой акустической медициной, представляет собой ежедневную терапию с медленным высвобождением, которая может применяться для улучшения местного кровообращения и теоретически ускоряет заживление опорно-двигательных тканей после травмы. ^[27] Однако есть некоторые свидетельства того, что это может быть неэффективным. ^[20]
• Было показано, что ультразвук способствует улучшению мышечной силы мышц предплечья и плечевой кости, а также увеличению диапазона движений в локтевом суставе при сгибании и вращении наружу при сочетании с лечебной физкультурой, а также уменьшению боли у мужчин в возрасте 30-40 лет с тендинитом ^[28]

Смотрите также

• Домашнее УЗИ
• ЛИЛФУ

Ссылки

1. Mo S, Coussios CC, Seymour L, Carlisle R (декабрь 2012 г.). «Усиленная ультразвуком доставка лекарств при раке». Мнение экспертов по доставке лекарств . 9 (12): 1525–1538. doi :10.1517/17425247.2012.739603. PMID  23121385. S2CID  31178343.
2. "Терапевтический ультразвук: многообещающее будущее в клинической медицине". Архивировано из оригинала 12 октября 2007 г.
3. Wu Y, Zhu S, Lv Z, Kan S, Wu Q, Song W и др. (декабрь 2019 г.). «Эффекты терапевтического ультразвука при остеоартрите коленного сустава: систематический обзор и метаанализ». Клиническая реабилитация . 33 (12): 1863–1875. doi : 10.1177/0269215519866494. PMID  31382781. S2CID  199452082.
4. Uddin SM, Komatsu DE, Motyka T, Petterson S (июнь 2021 г.). «Низкоинтенсивная непрерывная ультразвуковая терапия — систематический обзор текущего состояния и будущих перспектив». Журнал клинической медицины . 10 (12): 2698. doi : 10.3390/jcm10122698 . PMC 8235587. PMID  34207333 . 
5. Лейтон Р., Филлипс М., Бхандари М., Зура Р. (июнь 2021 г.). «Использование низкоинтенсивного импульсного ультразвука (LIPUS) для лечения инструментальных, инфицированных и хрупких несращений: систематический обзор и метаанализ пропорций заживления». BMC Musculoskeletal Disorders . 22 (1): 532. doi : 10.1186/s12891-021-04322-5 . PMC 8196464 . PMID  34116673. 
6. Льюис Г. К., Ольбрихт В. Л., Льюис Г. К. (февраль 2008 г.). «Акустически усиленная перфузия синего красителя Эванса в неврологических тканях». Журнал Акустического общества Америки . 2 (1): 20001–200017. doi :10.1121/1.2890703. PMC 3011869. PMID  21197390 . 
7. Льюис ГК, Олбрихт В (2007). «Исследование возможности фантома акустически усиленной перфузии лекарственных средств в неврологической ткани». Семинар IEEE/NIH Life Science Systems and Applications 2007. стр. 67. doi :10.1109/LSSA.2007.4400886. ISBN 978-1-4244-1812-1. S2CID  31498698.
8. Woo J. "Краткая история развития ультразвука в акушерстве и гинекологии". Источник Discovery Network, Оксфордский университет . Получено 12 марта 2012 г.
9. Watson T (2006). "Терапевтический ультразвук". Терапевтический ультразвук в сети . Архивировано из оригинала 21-08-2007.
10. Whittaker JL, Ellis R, Hodges PW, OSullivan C, Hides J, Fernandez-Carnero S и др. (декабрь 2019 г.). «Визуализация с помощью ультразвука в физиотерапии: какова сфера практики физиотерапевта? Образовательная модель на основе компетенций и рекомендации по обучению». British Journal of Sports Medicine . 53 (23): 1447–1453. doi :10.1136/bjsports-2018-100193. PMC 6900235 . PMID  31023858. 
11. Эбади С., Хеншке Н., Форог Б., Нахостин Ансари Н., ван Тулдер М.В., Бабаи-Газани А., Фаллах Э. и др. (Кокрейновская группа по спине и шее) (июль 2020 г.). «Терапевтический ультразвук при хронической боли в пояснице». База данных систематических обзоров Кокрейна . 2020 (7): CD009169. doi : 10.1002/14651858.CD009169.pub3. PMC 7390505. PMID  32623724. 
12. Боль в пояснице и ишиас у людей старше 16 лет: оценка и лечение . Национальный институт здравоохранения и совершенствования медицинской помощи (NICE). 2016. ISBN 978-1-4731-2186-7. OCLC  1198756858.^{[ нужна страница ]}
13. Papadopoulos ES, Mani R (декабрь 2020 г.). «Роль ультразвуковой терапии в лечении мышечно-скелетной боли в мягких тканях». Международный журнал ран нижних конечностей . 19 (4): 350–358. doi :10.1177/1534734620948343. PMID  32856521. S2CID  221358210.
14. Pieber K, Grim-Stieger M, Kainberger F, Funovics M, Resch KL, Bochdansky T и др. (сентябрь 2018 г.). «Длительное лечение плеч после ультразвуковой терапии кальцифицирующего тендинита: результаты 10-летнего наблюдения рандомизированного контролируемого исследования». American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation . 97 (9): 651–658. doi : 10.1097/PHM.00000000000000939 . PMID  29613883. S2CID  4614904.
15. ван ден Бекером, член парламента, ван дер Виндт Д.А., Тер Рит Г., ван дер Хейден Г.Дж., Баутер Л.М. (июнь 2011 г.). «Лечебное ультразвуковое лечение острых растяжений связок голеностопного сустава». Кокрановская база данных систематических обзоров . 2011 (6): CD001250. дои : 10.1002/14651858.cd001250.pub2. ПМЦ 7088449 . ПМИД  21678332. 
16. Aiyer R, Noori SA, Chang KV, Jung B, Rasheed A, Bansal N и др. (Ноябрь 2020 г.). «Терапевтический ультразвук для лечения хронической боли в суставах: систематический обзор». Pain Medicine . 21 (7): 1437–1448. doi :10.1093/pm/pnz102. PMID  31095336.
17. Noori SA, Rasheed A, Aiyer R, Jung B, Bansal N, Chang KV и др. (Ноябрь 2020 г.). «Терапевтический ультразвук для лечения боли при хронической боли в пояснице и хронической боли в шее: систематический обзор». Pain Medicine . 21 (7): 1482–1493. doi :10.1093/pm/pny287. PMID  30649460.
18. Dantas LO, Osani MC, Bannuru RR (ноябрь 2021 г.). «Терапевтический ультразвук при остеоартрите коленного сустава: систематический обзор и метаанализ с оценкой качества». Бразильский журнал физиотерапии . 25 (6): 688–697. doi :10.1016/j.bjpt.2021.07.003. PMC 8721076. PMID 34535411  . 
19. Constans C, Ahnine H, Santin M, Lehericy S, Tanter M, Pouget P, Aubry JF (февраль 2020 г.). «Неинвазивная ультразвуковая модуляция вызванного визуального ответа путем доставки ГАМК через гематоэнцефалический барьер». Journal of Controlled Release . 318 : 223–231. bioRxiv 10.1101/351270 . doi : 10.1016/j.jconrel.2019.12.006 . PMID  31816362. S2CID  209164551. 
20. Robertson VJ, Baker KG (июль 2001 г.). «Обзор терапевтического ультразвука: исследования эффективности». Physical Therapy . 81 (7): 1339–1350. doi : 10.1093/ptj/81.7.1339 . PMID  11444997.
21. Бейкер КГ, Робертсон ВДж, Дак ФА (июль 2001 г.). «Обзор терапевтического ультразвука: биофизические эффекты». Физическая терапия . 81 (7): 1351–1358. doi : 10.1093/ptj/81.7.1351 . PMID  11444998.
22. Schandelmaier S, Kaushal A, Lytvyn L, Heels-Ansdell D, Siemieniuk RA, Agoritsas T и др. (февраль 2017 г.). «Низкоинтенсивный импульсный ультразвук для заживления костей: систематический обзор рандомизированных контролируемых испытаний». BMJ . 356 : j656. doi :10.1136/bmj.j656. PMC 5484179 . PMID  28348110. 
23. Poolman RW, Agoritsas T, Siemieniuk RA, Harris IA, Schipper IB, Mollon B и др. (Февраль 2017 г.). «Низкоинтенсивный импульсный ультразвук (LIPUS) для заживления костей: руководство по клинической практике». BMJ . 356 : j576. doi : 10.1136/bmj.j576 . hdl : 1765/98256 . PMID  28228381.
24. Vlachos F, Tung YS, Konofagou E (сентябрь 2011 г.). «Исследование зависимости проницаемости от открытия гематоэнцефалического барьера, вызванного сфокусированным ультразвуком, при различных давлениях и диаметрах микропузырьков с использованием DCE-МРТ». Магнитный резонанс в медицине . 66 (3): 821–830. doi :10.1002/mrm.22848. PMC 3919956. PMID  21465543 . 
25. Carmen JC, Roeder BL, Nelson JL, Beckstead BL, Runyan CM, Schaalje GB и др. (апрель 2004 г.). «Усиленная ультразвуком активность ванкомицина против биопленок Staphylococcus epidermidis in vivo». Journal of Biomaterials Applications . 18 (4): 237–245. doi :10.1177/0885328204040540. PMC 1361255. PMID  15070512 . 
26. Pitt WG, Ross SA (2003). «Ультразвук увеличивает скорость роста бактериальных клеток». Biotechnology Progress . 19 (3): 1038–1044. doi :10.1021/bp0340685. PMC 1361254. PMID  12790676 . 
27. Rigby JH, Taggart RM, Stratton KL, Lewis GK, Draper DO (ноябрь 2015 г.). «Характеристики внутримышечного нагрева многочасового низкоинтенсивного терапевтического ультразвука». Журнал спортивной подготовки . 50 (11): 1158–1164. doi :10.4085/1062-6050-50.11.03. PMC 4732395. PMID  26509683 . 
28. Синан Хишам Рашид, профессор Суад Абд Хусейн (6 июня 2021 г.). «Реабилитационные упражнения с применением ультразвука при реабилитации локтевого сустава у пациентов с тендинитом, мужчины в возрасте (30-40 лет)». Анналы Румынского общества клеточной биологии . 25 (6): 8557–8563. ProQuest  2604880642.

Внешние ссылки

• Schrupp B, Heineck B (12 марта 2014 г.). «Видео: Ультразвуковая физиотерапия; Что это?». YouTube .
• Уотсон Т. (2006). «Терапевтический ультразвук». Physiopedia .
• «Международное общество терапевтического ультразвука».