Применение в ветеринарной хирургии терапевтического ультразвука в сочетании с ферментами и глюкокортикоидами


проф. Борисов М.С.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЛЬТРАЗВУКА И ЕГО ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ 

Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды, обладающие определенной энергией. По своей физической природе они не отличаются от звуков и характеризуются лишь более высокой частотой, превышающей порог слышимости.

Диапазон механических колебаний, включающий:

1. Инфразвуки—от 1 гц до 16 гц, не воспринимаются ухом человека

2. Слышимые звуки—от 16 гц до 20 тыс. гц, воспринимаются ухом человека.

3. Ультразвуки—от 20 тыс. гц до 1 млрд. гц, не воспринимаются ухом 4. Гиперзвуки—колебания с частотой свыше 1 млрд. гц также не воспринимаются ухом человека.

Физическая природа всех звуков одинакова. Термин «ультразвук» означает «неслышимый» звук. Некоторые животные в отличие от человека имеют повышенный диапазон слышимости, так собака воспринимает звуки с частотой до 40 кГц, летучая мышь—до 70 кГц, дельфин—до 120 кГц последние два вида животных могут излучать ультразвуки.

Ультразвуковые волны распространяются только в материальной среде. Они характеризуются—длиной волны  частотой (f) и скоростью распространения (С). Длина волны выражается отношением скорости распространения к частоте колебания.

Ультразвуковые колебания низкочастотного диапазона (пограничные с ультразвуковыми) будут приближаться по своим физическим свойствам к звукам и, наоборот, у высокочастотных ультразвуков появляются особенности, не свойственные звукам. Ультразвуки имеют сравнительно небольшую длину волны, уменьшающуюся с повышением частоты. Если длина звуковых волн в воздухе от 20 гЦ до 20 тыс. гц в пределах 17 м—1,7 см, то на верхней границе ультразвукового диапазона, частоте 109 см она уменьшается до 10-5 см Частотная характеристика и длина волны в значительной мере определяет особенности распространения колебаний в окружающей среде. Если низкочастотные ультразвуки обладают способностью распространяться в воздушной среде, то ультразвуки высокой частоты практически в воздухе не распространяются. При короткой длине волны ультразвуки могут фокусироваться и направляться линейным пучком.

С уменьшением длины волны снижается ее способность к дефракции, что создает благоприятные условия для экранирования. Ультразвуковые волны могут распространяться в газообразной, жидкой и твердой средах. Скорость распространения в них различна и зависит от свойств среды—плотности, упругости, вязкости, температуры. В плотной среде ультразвуки распространяются медленнее. Однако основную роль играет упругость. Если вещество обладает большой упругостью то даже при большей плотности скорость распространения в нем будет больше, чем в вещстве менее плотном и менее упругом. Например, в воде ультразвуковые колебания распространяются значительно быстрее, чем в воздухе. Скорость распространения ультразвука в тканях человека и животных согласно Людвига (1950 г.) колеблется от 1490 до 1610 м/с то есть почти не отличается от скорости распространения ультразвука в воде.

Существенное влияние на скорость ультразвука оказывает температура среды, так при повышении температуры воздуха на 1° скорость увеличивается на 0,5 м/с.

Помимо указанных параметров (частоты, длины волны и скорости) ультразвук характеризуется интенсивностью. Интенсивность, или сила звука, это количество энергии в 1 Вт проходящей через поверхность площадью в 1 см2 за 1 с.

При распространении ультразвуковых колебаний в воздушной среде их характеризуют по аналогии со звуками в единицах звукового давления, выраженных в децибелах (дБ). В настоящее время применяются специальные устройства, в которых используются пьезоэлектрический, магнитострикционный, электродинамический, аэро- и гидродинамический эффекты.

Пьезоэлектрический эффект-это возникновение электрического заряда при механическом давлении. Ряд кристаллов-кварц, сегнетовая соль, турмалин и др. — обладают пьезоэлектрическими свойствами. На поверхности пластинки из этих минералов при сжатии или растяжении появляется электрический заряд: на одной поверхности положительный на другой—отрицательный. В этом и заключается суть прямого пьезоэлектрического эффекта. При получении ультразвуковых колебаний используется обратный пьезоэлектрический эффект, заключающийся в том, что под действием электрического тока пластинка сжимается и растягивается, то есть колеблется.

В данное время помимо природных применяются искусственные минералы, так дигидрофосфат аммония (АДФ), дигидрофосфат калия (КДФ), титанат бария, титанат свинца и другие.

Широкое применение имеет метод получения ультразвука основанный на магнитострикционном эффекте. Магнитострикцией называется свойство некоторых металлов и сплавов изменять свои геометрические размеры под действием магнитного поля. К числу металлов, обладающих магнитострикционными свойствами, относятся никель, железо, кобальт и др.

Большой магнитострикцией обладают сплавы—пермендюр, пермалой, инварь. Если стержень из указанных материалов поместить в переменное магнитное поле, то он периодически в такт его колебаниям сжимается и расширяется, то есть совершает механические продольные колебания, которые с торцастержня распространяются в окружающую среду. В качестве магнитострикционных преобразователей используют ферриты никеля, которые обладают магнитострикцией и рядом свойств характерных для ферромагнитных материалов. Распространение ультразвуков из одной среды в другую подчиняется законам распространения света—часть энергии проходит во вторую среду, а часть—отражается. Отражение зависит от акустического сопротивления сред. Акустическое сопротивление—это произведение плотности среды на скорость распространения в ней ультразвука, Ас=р-С. Чем больше отличаются величины акустического сопротивления двух сред, тем больше отражение ультразвуковых волн на границе раздела. Например, акустическое сопротивление воздуха 41 г/см2/с, воды 15х104 г/см2/с. Вследствие большой разницы этих величин коэффициент отражения на границе раздела—0,9993, то есть из воздуха в воду и обратно проходит около 0,1 энергии. Также плохо ультразвуки распространяются из металла в воздух и обратно. Ультразвук лучше проникает из воды в металл. Ультразвуковые колебания хорошо распространяются из воды в биологические ткани и, наоборот, плохо проходят из воздуха в ткани. При распространении ультразвуковых колебаний в различных средах их интенсивность ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Потеря энергии происходит вследствие поглощения ультразвука средами, в которых он распространяется. Поглощение обусловлено вязкостью и теплопроводностью среды, в большей степени оно зависит от частоты ультразвуковых колебаний и увеличивается пропорционально квадрату частоты. Поэтому затухание ультразвуковых волн при повышении частоты быстро увеличивается. Следует отметить, что совершенно не подчиняется общим закономерностям поглощение ультразвука в биологических тканях. Согласно данным Польмана (1939), Гитер 0948) Рше (1952), Шван (1959), Н. С. Мелькумова и др. (1975) и других, в биологических тканях существует не квадратичная, а линейная зависимость поглощения частоты. Это объясняется большой неоднородностью тканей Неоднородностью биологических тканей обусловлена и разная степень поглощения ультразвука. Например, наименьшее поглощение наблюдается в жировом слое и почти вдвое больше в мышечной ткани Серое вещество мозга в 2 раза больше поглощает ультразвук, чем белое. Мало абсорбирует ультразвуковую энергию спинномозговая жидкость. Наибольшее поглощение наблюдается в костной ткани.

МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО И ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Механизм терапевтического действия ультразвука до настоящего времени еще недостаточно изучен Большинство исследователей считают что ультразвук оказывает на организм механическое тепловое, физико-химическое рефлекторное и другие действия.

Механическое действие обусловлено самой природой ультразвука. представляющего собой волновое движение газообразных, жидких и твердых сред и связан с переменным акустическим давлением во время сжатия и растяжения среды и силами развивающимися вследствие больших ускорений частиц. Этим определяется размельчающее и диспергирующее действие ультразвука. При этом происходят пульсация клеток и микромассаж тканевых элементов.

Тепловое действие. Прохождение ультразвука в средах сопровождается их нагреванием вследствие превращения акустической энергии в тепловую в результате поглощения ультразвука. Кроме того, образование тепла обусловлено физическими явлениями, вызывающими так называемый эффект пограничных поверхностей. Сущность его заключается в усилении действия ультразвука на границе разделения двух сред. Особенно это сказывается на тепловом эффекте, который может усиливаться в несколько раз (Л Бергман, 1956) Усиление его тесно связано с отражением колебаний от пограничных поверхностей чем больше отражение, тем больше выражено их действие. Тепловой эффект неразрывно связан с механическим действием ультразвука на ткани организма так как одной из возможностей теплообразования является превращение механической энергии в тепловую в результате поглощения.

Физико-химическое действие ультразвука. Физико-химическое действие ультразвука многостороннее и связано с механическим и термическим факторами. Ультразвук усиливает в тканях проницаемость клеточных мембран и диффузные процессы, изменяет концентрацию водородных ионов в тканях вызывает расщепление высокомолекулярных соединений, обладает тиксотропным действием, оказывает влияние на обмен веществ в жидких средах ультразвук вызывает процессы кавитации. При распространении упругих волн возникают фазы сжатия разряжения В (разряжения в отдельных участках жидкости образуются разрывы или полости, которые заполняются парами жидкости или растворенными в ней газами Последующее сжатие приводит к захлопыванию образовавшихся пузырьков. Перед захлопыванием в них создается большое давление. Поэтому в момент исчезновения пузырьков происходит мощный гидравлический удар, обладающий большой разрушительной силой. При умеренной и небольшой интенсивности ультразвука в живых тканях явления кавитации практически не выражены наблюдается лишь пульсация естественных пузырьков в биологических жидкостях и усиление внутриклеточных и внеклеточных микропотоков жидкости, прекращающихся при отключении генератора ультразвука Д. П. Сперанский подчеркивает, что в сложном организме высших животных и особенно человека с их регулирующими и адаптивными механизмами наряду с первичными реакциями при ультразвуковом воздействии в соответствующих дозировках выделяется роль рефлекторных и гуморальных реакций.

Помимо освобождения механической энергии, образование кавитационных полостей сопровождается возникновением электрических зарядов на пограничных поверхностях, вызывающих люминесцентное свечение и ионизацию молекул воды распадающихся на свободные гидроксильные радикалы и атомарный водород (Н20 = НО + Н).

В химическом отношении продукты распада ионизированных молекул воды в тканях организма крайне активны. Именно их большой активностью обусловлен ряд общебиологических эффектов, проявляющихся под влиянием ультразвука.

В частности с этим связано его окисляющее действие (И. Г. Полоцкий. 1947, Грабер и др., 1947), распад белков в ультразвуковом поле (И Е Эльпинер и др. , 1950, Е. М Лапинская и др., 1954, Голдштейн, Штерн, 1950 и другие), деполимеризация белковых соединений, инактивация ферментов, ускорение химических реакций, повышается обмен нуклеиновых кислот в поле ультразвуковых волн.

По данным некоторых исследователей, терапевтические дозы ультразвука, влияя на тканевый обмен, улучшает трофику тканей. И. Л. Марцвеладзе и А. П. Сперанский (1960 1973) установили, что ультразвук малой интенсивности стимулирует жизнедеятельность соединительной ткани, повышает ее защитные функции. При изучении митотической активности клеток роговицы отмечено, что ультразвук терапевтической интенсивности стимулирует их деление (Р. К. Мармур, 1961) В. И. Рокитянский (1962, 1971—1979) после ультразвукового воздействия наблюдал стимуляцию регенеративных процессов в фиброзной, хрящевой и костной тканях травмированного коленного сустава, а Е С. Святенко (1963) установила активизацию репаративных процессов в нейронах спинальных ганглиев после травмы.

Рефлекторное действие. Проведенные многочисленные экспериментальные и клинические исследования свидетельствуют о том, что механическое, термическое и физико-химическое действие ультразвука неразрывно связано с его рефлекторным влиянием на организм человека и животных. Под влиянием ультразвука возникает комплекс сложных рефлекторных, в том числе гуморальных реакций приспособительного и защитного характера, способствующих при определенных условиях улучшению гомеостаза, адаптивных и трофических функций организма.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛЕЧЕБНЫХ ПРОЦЕДУР

С лечебной целью применяют ультразвуковые аппараты —-«Ультразвук Т-5», УТС-1М, ВУТ-1 (ветеринарный) и другие.

Отпуск процедуры. Больное животное фиксируют, в зоне повреждения шерсть выбривают (за день до процедуры) протирают 70%-ным спиртом, затем в качестве контактной среды на кожу наносят стерильный медицинский вазелин.

Включают ультразвуковой аппарат, устанавливают режим работы и необходимую экспозицию, протирают указанным спиртом излучатель ультразвука, накладывают на кожу и включают процедурные часы в аппарате. В это время свечение лампочки «ультразвук» и стрелка прибора укажут на излучение ультразвука. Головку ультразвукового излучателя медленно передвигают по зоне патологического процесса (0,5—1 см/с). Поверхность излучателя должна полностью контактироваться с поверхностью кожи, так как прослойка воздуха между излучателем и кожей в 0,01 мм почти полностью отражает ультразвук. Чтобы предупредить это явление в ветеринарном аппарате ВУТ-1 имеется специальное устройство, немедленно включающее зуммер при нарушении контакта. Такой автоконтроль позволяет объективно судить о полноценности отпускаемой процедуры. Экспозицию процедуры следует проводить в пределах 3—5 мин., повторные через 24—72 часа.

ПАРАМЕТРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ТЕРАПЕВТИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ УЛЬТРАЗВУКА

Лечебная эффективность ультразвука зависит от следующих его основных параметров и других показателей:

1. Частоты колебания.

2. Скорости распространения колебаний.

3. Длины волны.

4. Скорости передвижения излучателя и его контакта с кожей животного

5. Контактной среды.

6. Интенсивности колебаний.

7. От упругости и плотности тканей.

8. Экспозиции процедуры и курса лечения.

9 Режима работы—«непрерывный» или. «импульсный».

10 От площади излучателя

11. От вида, возраста больного животного, его упитанности кормления и содержания

12. От течения болезни, реактивности организма и тканей

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ УЛЬТРАЗВУКА

Местное ультразвуковое воздействие при острых и хронических асептических процессах при заболеваниях суставов сухожильно-связочного аппарата и др., а также при фиброзных и оссифицирующих периоститах и периартритах и других способствует восстановлению опорной двигательной функции в более короткие сроки по сравнению с общепринятыми способами лечения. С этой целью применяют медицинские ультразвуковые терапевтические приборы—УТС-1М, УТП 2 и ЗМ Ультразвук-Т-5, ВУТ-1 и др. Перечисленные приборы излучают ультразвук с частотой колебания 830 кГц и 880 кГц.

При острых воспалительных процессах проводят не менее шести процедур, большее количество их определяется клиническими показателями в течение болезни, но не должно превышать 11—12 процедур на курс лечения. При хронических пролиферативных процессах на курс лечения требуется не менее 10—12 процедур. При необходимости курс лечения повторяют через 4—6 недель. Нормализация клинических показателей служит основанием к прекращению лечения животного. Лучшие лечебные результаты получают при сочетанием применении ультразвука с другими лекарственными веществами, способствующими благоприятному течению воспалительных процессов в тканях.

При острых экссудативных явлениях применяют в небольших дозах противовоспалительные гормоны, снижающие сосудистую реакцию в зоне повреждения, такие как гидрокортизон—доза для крупных животных 0,02—0,03 мг/кг, мелких—0,1—0,2 мг/кг, дексазон—для крупных животных 3—5 мг для мелких 1—2 мг на одно животное. Вводятся через 3—4 дня, но не более 2—3 инъекций

При хронических экссудативных и пролиферативных процессах, оссифицирующих периоститах следует применять вещества, вызывающие сосудистую реакцию, то есть способствующие усилению течения воспалительного процесса, а также набуханию коллоидов мертвых тканей, фибрина и их лизированию. Такими свойствами обладают химотрипсин, липаза Можно применять известные раздражающие мази и эмульсии, а затем, при исчезновении выраженного воспалительного отека тканей, провести курс лечения ультразвуком с учетом общего состояния животного.

Химотрипсин применяют в дозе — крупным животным 5—10 мг, мелким до»3—5 мг на одну инъекцию ежедневно, но не более 2—4 инъекций, а затем следует применять ультразвук и вышеуказанные противовоспалительные гормоны. В зависимости от течения болезни можно наряду с указанным лечением использовать спиртовые компрессы.

Ультразвук интенсивности 0,2—0,3 Вт/см2 оказывает высокое лечебное действие при указанных выше воспалительных процессах в тканях сустава, их связок, сухожилий и их влагалищ, костной ткани, сосудов, мышц, кожи в дозе—при экссудативных—интенсивность 0,1—0,2 Вт/см2, при пролиферативных — 0,2—0,3 Вт/см2

При острых синовитах, тендовагинитах, периоститах и др. можно применять ультразвуковой фонофорез гидрокортизоном или дексазоном—на 50,0 вазелина 5 мл (125 мг) гидрокортизона или % мл (8 мг) дексазона.

Такие процедуры способствуют нормализации воспалительной реакции, рассасыванию пролифератов, экзостозов и остеофитов. Ультразвуковое воздействие на ткани вокруг раны повышают регенеративно-восстановительные процессы

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО УЛЬТРАЗВУКА

Нельзя применять ультразвук: при закрытых септических (гнойных) процессах; в период острого воспалительного отекав тканях; злокачественных новообразованиях; на спинной и головной мозг.

ЛИТЕРАТУРА 1 Акатов В. А., Париков В. А. Ультразвук и его применение в ветеринарии Изд. «Колос», М , 1970

2 Сперанский А. П., Рокитянский В. И. Ультразвук и его лечебное применение Изд. «Медицина», М, 1970

3 Мясников Л. Л. Неслышимый звук Л , 19674 Эльпинер И. Э. Ультразвук, физико-химическое и биологическое действие М, 1963

5 Мелькумова А. С. и др. Ультразвук М «Медицина», 1975

6 Чиркин А. А. и др. Ультразвук и реактивность организма Минск изд. «Наука и техника», 1977

7. Борисов М. С. и др. Эффективность ультразвуковой терапии и фонофореза гидрокортизоном. Ж. "Ветеринария", № 10, 1980.

8. Плахотин М. В., Акопян В. Б., Борисов М. С. Теоретические основы выбора оптимальных условий фонофореза и апробация на больных животных. Тольятти. Проблемы медицинской техники. 11-я Всесоюзная науч. технич. конференция,1981.

9. Акопян В. Б. Лечит ультразвук. М., «Колос», 1983.

Оставить комментарий

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 
  Подписаться  
Уведомление о