سونوتراپی چیست؟

سونوتراپی عبارت است از درمان دردها و سایر مشکلات با استفاده از امواج اولتراسوند. استفاده از امواج اولتراسوند در درمان پیش از استفادة آن در تشخیص مطرح بوده است. همانطور که می‌دانید امواج اولتراسوند امواجی مکانیکی می‌باشند و لذا این ارتعاشات مکانیکی درون بافت باعث تولید حرارت می‌شوند و این حرارت است که می‌تواند تسکین دهنده باشد. با استفاده از روش سونوتراپی ما می‌توانیم بافتهای نیمه عمقی نظیر مفاصل، تاندون‌ها، لیگامان‌ها، عضلات و ... را درمان کنیم. همچنین این روش در ترمیم شکستگی استخوان نیز کاربرد زیادی دارد. از مواردی که سونوتراپی به صورت درمان اختصاصی به کار می‌رود می‌توان به درمان فلج عضلات صورت اشاره کرد. در این بیماری به دلیل اینکه استفاده از روشهای معمول فیزیوتراپی باعث تبخیر آب چشم می‌شوند می‌توان به راحتی با استفاده از سونوتراپی حرارت را فقط در عمق مورد نظر ایجاد نمود.

قبل از اینکه وارد بحثهای فیزیکی سونوتراپی شویم باید اشاره کنیم که آخرین گزارشAIOM (American Institute of Medicine) که کمیته بین المللی روشهای اولتراسوند است اعلام می‌دارد که شدتهای تشخیصی و درمانی که در حال حاضر استفاده می‌شوند هیچ گونه اثر قابل توجه بر بیماران ندارند. البته شاید در آینده آثاری مشخص شوند ولی در هر صورت استفاده محتاطانه از این امواج در حال حاضر بی‌خطر است.

پارامترهای تابش‌دهی:

همانطور که در بالا نیز اشاره کردیم امواج اولتراسوند امواجی مکانیکی هستند. معمول‌ترین راه برای سنجش امواج اولتراسوند تراکم فضایی توان صوتی یا شدت صوت است ولی به دلیل اینکه امواج اولتراسوند در دو حالت یا مد(mode) پیوسته و پالس استفاده می‌شوند لذا شدت صوتی در هر یک از این دو مد متفاوت خواهد بود. در مد پیوسته امواج به صورت دائم در زمان معین منتشر می‌شوند و انتشار این امواج در بافت تغییرات کمی ایجاد می‌کند. در این مد شدت متوسط فضایی بیم و بیشترین شدت بیم(Max peak) مورد توجه هستند.

مد پیوسته در سیستمهای سونوکیت ( برای بررسی ضربان قلب جنین)، داپلر پیوسته، سونوتراپی و دانسیتومتری استخوان استفاده می‌شود.

در مد پالسی، در یک محدوده زمانی موج داریم و سپس امواج قطع می‌شوند. در این مد دو پارامترPD(Pulse Duration) وPRF (Pulse Reapeatation Frequency) مهم هستند.

در این حالت با گذشت زمان شکل موج فرق می‌کند لذا متوسط زمانی باریکه مهم است.

سیستم‌های پالس را به صورت دیگر، زمان روشن و خاموش نیز معرفی می‌کنند. اغلب دامنه موجهای ما یکسان نیست بلکه یک فرکانس مرکزی دارند. در سیستم‌های پالس عمق نفوذ امواج بهPRF بستگی دارد. هر چه این فرکانس بیشتر باشد عمق کمتری قابل بررسی است. فرکانس مورد استفاده در درمان حدوداً 10000 است که عمق حدودcm 5/7 را درمان می‌کند.

در سیستم پالس پارامتر دیگری تحت عنوانDuty Factor داریم که عبارتست اززمانon بودن سیستم به زمان off بودن آن . در سیستمهای فعلی سونوتراپیDuty Factor در حدود 3-10- 2-10 متغیر است یعنی مثلاً 1/0% روشن است و در بقه زمان خاموش می‌باشد.Duty Factor در برآورد آثار بیولوژیک مهم می‌باشد.

همانطور که گفتیم موج صوتی در بافت فشار صوتی ایجاد می‌کند یعنی باعث تولید انقباضات و انبساطات مختلف در بافت می‌شود. لذا دو فشار تعریف می‌شود: فشارMax فشاری است که باعث انقباض می‌شود و فشارMin فشاری است که انبساط ایجاد می‌کند. فشار انقباض می‌تواند باعث ایجاد پدیده حفره‌سازی شود. لذا دو فشار داریم:

1-     قله فشار انقباض (Pc) کهMax فشار انقباض است.

2-     قله فشار انبساط (PR) کهMin فشار است و با علامت منفی مشخص می‌شود.

این دو فشار را در هر دو حد پیوسته و پالس داریم

شدت: 

شدت عبارتست از تراکم فضایی توان. در سیستمهای تشخیصی توان بینmW 10-1 است. در کاربردهای درمانی شدت در مد پالس3W/cm2 و در مد پیوستهW/cm2 2-0 می‌باشد. در سیستمهای متوسط زمانی توان تعریف می‌شود که با رابطه توان حداکثرDuty Factor مشخص می‌شود.

ترانسدیوسر: ترانسدیوسرها در سونوتراپی مشابه کاربردهای تشخیصی از کریستال پیزوالکتریک تشکیل شده‌اند. فرکانس‌های مورد استفاده در درمان در حدودMHZ 3-2 می‌باشد. کریستال پیزوالکتریک در دو راستا ارتعاش می‌نماید: 1- ارتعاش در راستای جلو و عقب کهrebound نام دارد. 2- ارتعاش در کناره کریستال کهSWR (Side Wall Radiation) نامیده می‌شود

به نقل از وبلاگ مهندسی هسته ای  و پرتوپزشکی

ریشه لغوی
کلمه سونوگرافی از لفظ لاتین sound به معنی صوت و نیز graphic به معنی شکل و ترسیم گرفته شده و ultrasound از ultra به معنی ماورا و نیز sound به معنی صوت یا صدا گرفته شده است.

دیدکلی
سونوگرافی چیست؟
چه کارهایی می‌تواند انجام دهد؟
آیا با انجام سونوگرافی خطری انسان را تهدید می‌کند؟
چرا باید برای انجام سونوگرافی مایعات نوشید؟
چرا در سونوگرافی تصویر استخوانهای بدن دیده نمی‌شود؟

تاریخچه
در سال 1876 میلادی ، فرانسیس گالتون برای اولین بار پی بوجود امواج فراصوت برد. در زمان جنگ جهانی اول کشور انگلستان برای کمک به جلوگیری از غرق شدن غم ‌انگیز کشتی‌هایش توسط زیردریاییهای کشور آلمان در اقیانوس آتلانتیک شمالی دستگاه کشف کننده زیردریایی‌ها به کمک امواج صوتی به نام Sonar ابداع کرد. این دستگاه امواج فراصوت تولید می‌کرد که در پید اکردن مسیر کشتیها استفاده می‌شد. این تکنیک در زمان جنگ جهانی دوم تکمیل گردید و بعدها بطور گسترده‌ای در صنعت این کشور برای آشکار سازی شکافها در فلزات و سایر موارد مورد استفاده قرار می‌گرفت. از کاربرد بخصوصی که انعکاس صوت در جنگ و صنعت داشت Sonar به علم پزشکی وارد شد و تبدیل به یک وسیله تشخیصی بزرگ در علم پزشکی گردید.

سیر تحولی در رشد
نخستین دستگاه تولید کننده امواج فراصوت در پزشکی ، در سال 1937 میلادی توسط دوسیک اختراع شد و روی مغز انسان امتحان شد. اگر چه اولتراسوند در ابتدا فقط برای مشخص کردن خط وسط مغز بود، اکنون بصورت یک روش تشخیصی و درمانی مهم در آمده و پیشرفت روز به روز انواع نسلهای دستگاههای تولید اولتراسوند ، تحولات عظیمی در تشخیص و درمان در علم پزشکی بوجود آورده است.

تعریف امواج اولتراسوند (فراصوت)
امواج فراصوت به شکلی از انرژی از امواج مکانیکی گفته می‌شود که فرکانس آنها بالاتر از حد شنوایی انسان باشد. گوش انسان قادر است امواج بین 20 هرتز تا 20000 هرتز را بشنود. هر موج (شنوایی یا فراصوت) یک آشفتگی مکانیکی در یک محیط گاز ، مایع و یا جامد است که به بیرون از چشمه صوتی و با سرعتی یکنواخت و معین حرکت می‌کند. در حرکت یا گسیل موج مکانیکی ، ماده منتقل نمی‌شود. اگر ارتعاش ذرات در جهت عمود بر انتشار صوت باشد، موج عرضی است که بیشتر در جامدات رخ می‌دهد و در صورتی که ارتعاش در راستای انتشار امواج باشد، موج طولی است. انتشار در بافتهای بدن به صورت امواج طولی است. از این رو در پزشکی با اینگونه امواج سر و کار داریم.

روشهای تولید امواج فراصوت
روش پیزو الکتریسیته
تاثیر متقابل فشار مکانیکی و نیروی الکتریکی را در یک محیط اثر پیزو الکتریسیته می‌گویند. بطور مثال بلورهایی وجود دارند که در اثر فشار مکانیکی ، نیروی الکتریکی تولید می‌کنند و برعکس ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سوی همین بلور و در همین راستا باعث فشردگی و انبساط آنها می‌شود که ادامه دادن به این فشردگی و انبساط باعث نوسان و تولید امواج می‌شود. مواد (بلورهای) دارای این ویژگی را مواد پیزو الکتریک می‌گویند. اثر پیزو الکتریسیته فقط در بلورهایی که دارای تقارن مرکزی نیستند، وجود دارد. بلور کوارتز از این دسته مواد است و اولین ماده‌ای بود که برای ایجاد امواج فراصوت از آن استفاده می‌شد که اکنون هم استفاده می‌شود.

اگر چه مواد متبلور طبیعی که دارای خاصیت پیزو الکتریسیته باشند، فراوان هستند. ولی در کاربرد امواج فراصوت در پزشکی از کریستالهایی استفاده می‌شود که سرامیکی بوده و بطور مصنوعی تهیه می‌شوند. از نمونه این نوع کریستالها ، مخلوطی از زیرکونیت و تیتانیت سرب (Lead zirconat & Lead titanat) است که به شدت دارای خاصیت پیزوالکتریسیته می‌باشند. به این مواد که واسطه‌ای برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی و بالعکس هستند، مبدل یا تراسدیوسر (transuscer) می‌گویند. یک ترانسدیوسر اولتراسونیک بکار می‌رود که علامت الکتریکی را به انرژی فراصوت تبدیل کند که به داخل بافت بدن نفوذ و انرژی فراصوت انعکاس یافته را به علامت الکتریکی تبدیل کند.
روش مگنتو استریکسیون
این خاصیت در مواد فرومغناطیس (مواد دارای دو قطبی‌های مغناطیسی کوچک بطور خود به خود با دو قطبی‌های مجاور خود همخط شوند) تحت تاثیر میدان مغناطیسی بوجود می‌آید. مواد مزبور در این میدانها تغییر طول می‌دهند و بسته به فرکانس (شمارش زنشهای کامل موج در یک ثانیه) جریان متناوب به نوسان در می‌آیند و می‌توانند امواج فراصوت تولید کنند. این مواد در پزشکی کاربرد ندارند و شدت امواج تولید شده به این روش کم است و بیشتر کاربرد آزمایشگاهی دارد.

کاربرد امواج فراصوت
کاربرد تشخیصی (سونوگرافی)
بیماریهای زنان و زایمان (Gynocology) مانند بررسی قلب جنین ، اندازه ‌گیری قطر سر (سن جنین) ، بررسی جایگاه اتصال جفت و محل ناف ، تومورهای پستان.
بیماریهای مغز و اعصاب (Neurology) مانند بررسی تومور مغزی ، خونریزی مغزی به صورت اکوگرام مغزی یا اکوانسفالوگرافی.
بیماریهای چشم (ophthalmalogy) مانند تشخیص اجسام خارجی در درون چشم ، تومور عصبی ، خونریزی شبکیه ، اندازه ‌گیری قطر چشم ، فاصله عدسی از شبکیه.
بیماریهای کبدی (Hepatic) مانند بررسی کیست و آبسه‌ کبدی.
بیماری‌های قلبی (cardology) مانند بررسی اکوکار دیوگرافی.
دندانپزشکی مانند اندازه‌گیری ضخامت بافت نرم در حفره‌های دهانی.
این امواج به علت اینکه مانند تشعشعات یونیزان عمل نمی‌کنند. بنابراین برای زنان و کودکان بی‌خطر می‌باشند.

کاربرد درمانی (سونوتراپی)
کاربرد گرمایی
با جذب امواج فراصوت بوسیله بدن بخشی از انرژی آن به گرما تبدیل می‌شود. گرمای موضعی حاصل از جذب امواج فراصوت بهبودی را تسریع می‌کند. قابلیت کشسانی کلاژن (پروتئینی ارتجاعی) را افزایش می‌دهد. کشش در scars (اسکار=جوشگاههای زخم) افزایش می‌دهد و باعث بهبود آنها می‌شود. اگر اسکار به بافتهای زیرین خود چسبیده باشد، باعث آزاد شدن آنها می‌شود. گرمای حاصل از امواج فراصوت با گرمای حاصل از گرمایش متفاوت است.
میکروماساژ مکانیکی
به هنگام فشردگی و انبساط محیط ، امواج طولی فراصوتی روی بافت اثر می‌گذارند و باعث جابجایی آب میان بافتی و در نتیجه باعث کاهش ورم (تجمع آب میان بافتی در اثر ضربه به یک محل) می‌شوند.
درمان آسیب تازه و ورم :آسیب تازه معمولا با ورم همراه است. فراصوت در بسیاری از موارد برای از بین بردن مواد دفعی در اثر ضربه و کاهش خطر چسبندگی بافتها بهم بکار می‌رود.
درمان ورم کهنه یا مزمن :فراصوت چسبندگیهایی که میان ساختمانهای مجاور ممکن است ایجاد شود را می‌شکند.

خطرات اولتراسوند
سوختگی
اگر امواج پیوسته و در یک مکان بدون چرخش بکار روند، در بافت باعث سوختگی می‌شود و باید امواج حرکت داده شوند.
پارگی کروموزومی
استفاده دراز مدت از امواج اولتراسوند با شدت خیلی بالا پارگی در رشته دی ان ای (DNA) را نشان می‌دهد.
ایجاد حفره یا کاویتاسیون
یکی از عوامل کاهش انرژی امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهای بدن ایجاد حفره یا کاویتاسیون می‌باشد. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظه‌ای حبابهای گاز غیر قابل دیدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهای امواج اولتراسوند در داخل محلولها می‌تواند بر روی بافتها تغییرات بیولوژیکی ایجاد کند (پارگی در دیواره سلولها و از هم گسستن مولکولهای بزرگ)

به نقل از سایت دانشنامه رشد

سونوگرافی(Ultrasound) چیست؟

ریشه لغوی

كلمه سونوگرافی از لفظ لاتین sound به معنی صوت و نیز graphic به معنی شكل و ترسیم گرفته شده و ultrasound از ultra به معنی ماورا و نیز sound به معنی صوت یا صدا گرفته شده است.

تاریخچه

در سال 1876 میلادی ، فرانسیس گالتون برای اولین بار پی بوجود امواج فراصوت برد. در زمان جنگ جهانی اول كشور انگلستان برای كمك به جلوگیری از غرق شدن غم ‌انگیز كشتی‌هایش توسط زیردریاییهای كشور آلمان در اقیانوس آتلانتیك شمالی دستگاه كشف كننده زیردریایی‌ها به كمك امواج صوتی به نام Sonar ابداع كرد. این دستگاه امواج فراصوت تولید می‌كرد كه در پید اكردن مسیر كشتیها استفاده می‌شد. این تكنیك در زمان جنگ جهانی دوم تكمیل گردید و بعدها بطور گسترده‌ای در صنعت این كشور برای آشكار سازی شكافها در فلزات و سایر موارد مورد استفاده قرار می‌گرفت. از كاربرد بخصوصی كه انعكاس صوت در جنگ و صنعت داشت Sonar به علم پزشكی وارد شد و تبدیل به یك وسیله تشخیصی بزرگ در علم پزشكی گردید.

سیر تحولی در رشد

نخستین دستگاه تولید كننده امواج فراصوت در پزشكی ، در سال 1937 میلادی توسط دوسیك اختراع شد و روی مغز انسان امتحان شد. اگر چه اولتراسوند در ابتدا فقط برای مشخص كردن خط وسط مغز بود، اكنون بصورت یك روش تشخیصی و درمانی مهم در آمده و پیشرفت روز به روز انواع نسلهای دستگاههای تولید اولتراسوند ، تحولات عظیمی در تشخیص و درمان در علم پزشكی بوجود آورده است.

تعریف امواج اولتراسوند (فراصوت)

امواج فراصوت به شكلی از انرژی از امواج مكانیكی گفته می‌شود كه فركانس آنها بالاتر از حد شنوایی انسان باشد. گوش انسان قادر است امواج بین 20 هرتز تا 20000 هرتز را بشنود. هر موج (شنوایی یا فراصوت) یك آشفتگی مكانیكی در یك محیط گاز ، مایع و یا جامد است كه به بیرون از چشمه صوتی و با سرعتی یكنواخت و معین حركت می‌كند. در حركت یا گسیل موج مكانیكی ، ماده منتقل نمی‌شود. اگر ارتعاش ذرات در جهت عمود بر انتشار صوت باشد، موج عرضی است كه بیشتر در جامدات رخ می‌دهد و در صورتی كه ارتعاش در راستای انتشار امواج باشد، موج طولی است. انتشار در بافتهای بدن به صورت امواج طولی است. از این رو در پزشكی با اینگونه امواج سر و كار داریم.

روشهای تولید امواج فراصوت

روش پیزو الكتریسیته

تاثیر متقابل فشار مكانیكی و نیروی الكتریكی را در یك محیط اثر پیزو الكتریسیته می‌گویند. بطور مثال بلورهایی وجود دارند كه در اثر فشار مكانیكی ، نیروی الكتریكی تولید می‌كنند و برعكس ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سوی همین بلور و در همین راستا باعث فشردگی و انبساط آنها می‌شود كه ادامه دادن به این فشردگی و انبساط باعث نوسان و تولید امواج می‌شود. مواد (بلورهای) دارای این ویژگی را مواد پیزو الكتریك می‌گویند. اثر پیزو الكتریسیته فقط در بلورهایی كه دارای تقارن مركزی نیستند، وجود دارد. بلور كوارتز از این دسته مواد است و اولین ماده‌ای بود كه برای ایجاد امواج فراصوت از آن استفاده می‌شد كه اكنون هم استفاده می‌شود.

اگر چه مواد متبلور طبیعی كه دارای خاصیت پیزو الكتریسیته باشند، فراوان هستند. ولی در كاربرد امواج فراصوت در پزشكی از كریستالهایی استفاده می‌شود كه سرامیكی بوده و بطور مصنوعی تهیه می‌شوند. از نمونه این نوع كریستالها ، مخلوطی از زیركونیت و تیتانیت سرب (Lead zirconat & Lead titanat) است كه به شدت دارای خاصیت پیزوالكتریسیته می‌باشند. به این مواد كه واسطه‌ای برای تبدیل انرژی الكتریكی به انرژی مكانیكی و بالعكس هستند، مبدل یا تراسدیوسر (transuscer) می‌گویند. یك ترانسدیوسر اولتراسونیك بكار می‌رود كه علامت الكتریكی را به انرژی فراصوت تبدیل كند كه به داخل بافت بدن نفوذ و انرژی فراصوت انعكاس یافته را به علامت الكتریكی تبدیل كند.

روش مگنتو استریكسیون

این خاصیت در مواد فرومغناطیس (مواد دارای دو قطبی‌های مغناطیسی كوچك بطور خود به خود با دو قطبی‌های مجاور خود همخط شوند) تحت تاثیر میدان مغناطیسی بوجود می‌آید. مواد مزبور در این میدانها تغییر طول می‌دهند و بسته به فركانس (شمارش زنشهای كامل موج در یك ثانیه) جریان متناوب به نوسان در می‌آیند و می‌توانند امواج فراصوت تولید كنند. این مواد در پزشكی كاربرد ندارند و شدت امواج تولید شده به این روش كم است و بیشتر كاربرد آزمایشگاهی دارد.

كاربرد امواج فراصوت

1. كاربرد تشخیصی (سونوگرافی)

2. بیماریهای زنان و زایمان (Gynocology) مانند بررسی قلب جنین ، اندازه ‌گیری قطر سر (سن جنین) ، بررسی جایگاه اتصال جفت و محل ناف ، تومورهای پستان.

3. بیماریهای مغز و اعصاب (Neurology) مانند بررسی تومور مغزی ، خونریزی مغزی به صورت اكوگرام مغزی یا اكوانسفالوگرافی.

4. بیماریهای چشم (ophthalmalogy) مانند تشخیص اجسام خارجی در درون چشم ، تومور عصبی ، خونریزی شبكیه ، اندازه ‌گیری قطر چشم ، فاصله عدسی از شبكیه.

5. بیماریهای كبدی (Hepatic) مانند بررسی كیست و آبسه‌ كبدی.

6. بیماری‌های قلبی (cardology) مانند بررسی اكوكار دیوگرافی.

7. دندانپزشكی مانند اندازه‌گیری ضخامت بافت نرم در حفره‌های دهانی.

8. این امواج به علت اینكه مانند تشعشعات یونیزان عمل نمی‌كنند. بنابراین برای زنان و كودكان بی‌خطر می‌باشند.

9. كاربرد درمانی (سونوتراپی)

10. كاربرد گرمایی

با جذب امواج فراصوت بوسیله بدن بخشی از انرژی آن به گرما تبدیل می‌شود. گرمای موضعی حاصل از جذب امواج فراصوت بهبودی را تسریع می‌كند. قابلیت كشسانی كلاژن (پروتئینی ارتجاعی) را افزایش می‌دهد. كشش در scars (اسكار=جوشگاههای زخم) افزایش می‌دهد و باعث بهبود آنها می‌شود. اگر اسكار به بافتهای زیرین خود چسبیده باشد، باعث آزاد شدن آنها می‌شود. گرمای حاصل از امواج فراصوت با گرمای حاصل از گرمایش متفاوت است.

میكروماساژ مكانیكی

به هنگام فشردگی و انبساط محیط ، امواج طولی فراصوتی روی بافت اثر می‌گذارند و باعث جابجایی آب میان بافتی و در نتیجه باعث كاهش ورم (تجمع آب میان بافتی در اثر ضربه به یك محل) می‌شوند.

درمان آسیب تازه و ورم :آسیب تازه معمولا با ورم همراه است. فراصوت در بسیاری از موارد برای از بین بردن مواد دفعی در اثر ضربه و كاهش خطر چسبندگی بافتها بهم بكار می‌رود.

درمان ورم كهنه یا مزمن :فراصوت چسبندگیهایی كه میان ساختمانهای مجاور ممكن است ایجاد شود را می‌شكند.

خطرات اولتراسوند

سوختگی

اگر امواج پیوسته و در یك مكان بدون چرخش بكار روند، در بافت باعث سوختگی می‌شود و باید امواج حركت داده شوند.

پارگی كروموزومی

استفاده دراز مدت از امواج اولتراسوند با شدت خیلی بالا پارگی در رشته دی ان ای (DNA) را نشان می‌دهد.

ایجاد حفره یا كاویتاسیون

یكی از عوامل كاهش انرژی امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهای بدن ایجاد حفره یا كاویتاسیون می‌باشد. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظه‌ای حبابهای گاز غیر قابل دیدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهای امواج اولتراسوند در داخل محلولها می‌تواند بر روی بافتها تغییرات بیولوژیكی ایجاد كند (پارگی در دیواره سلولها و از هم گسستن مولكولهای بزرگ).

به نقل از :http://bionuclear.mihanblog.com