استفاده از امواج آکوستیک در پزشکی

امواج صوتی :

امواج صوتی برحسب فرکانس به سه دسته اینفراسونیک، آکوستیک و اولتراسونیک تقسیم می‏گردند،

تفاوت اصلی امواج آکوستیک با سایر امواج صوتی در قابلیت شنیده ‏شدن آن‏هاست.

این امواج در بازه فرکانسی 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز قرار دارند و ما در این نشریه به درمان‏ های انجام شده از طریق این امواج می‏پردازیم.

امواج صوتی براساس فرکانس :

1. اینفراسونیک (فروصوت) : فرکانس آن‏ها پایین‏تر از حد شنوایی انسان است.
2. آکوستیک (شنیداری) : فرکانس آن‏ها در محدود شنوایی انسان است.
3. اولتراسونیک (فراصوت) : فرکانس آن‏ها بالاتر از محدوده شنوایی انسان است.

Acoustic Wave چیست ؟

امواج آکوستیک زیرمجموعه امواج فشاری و نوعی از امواج مکانیکی هستند که دامنه‏ ی شیب آن‏ها در کسری از ثانیه به سرعت افزایش و دوباره کاهش می‏یابد.

این امواج در محیط‏های الاستیکی مانند هوا، آب و بافت اندام قابل انتشار هستند. به عنوان مثال، بلندگوی رادیو دارای غشایی است که با حرکت به جلو و عقب،

به سیگنال الکتریکی پاسخ می‏دهد. این حرکت، موجب تغییر مختصری در فشار هوا در نزدیکی بلندگو می‏شود؛ فشار بالا در این منطقه تمایل به گسترش،

انتشار و یکسان‏ سازی فشار با محیط اطراف خود را دارد. این گسترش، باعث تغییر فشار در محیط اطراف و در نتیجه انتقال صدا در محیط گردیده،

و در نهایت به گوش انسان انتقال می‏یابد. در داخل گوش، یک غشای بیولوژیکی به سبب این تغییرات فشار، به عقب و جلو حرکت کرده،

و سیگنالی ایجاد می‏کند که توسط مغز به عنوان صدا شناخته می‏شود.

Shock Wave چیست ؟

همان طور که گفته شد امواج آکوستیک زیرمجموعه امواج فشاری هستند، چنانچه به واسطه‏ای عرض پالس اولین موج آنها را به 3/0-5/0 mS میکروثانیه برسانیم،

به امواج شاک ویو تبدیل خواهند شد. این خاصیت باعث می‏شود تا امواج شاک ویو از امواج فشاری متمایز گردد. نمونه امواج شاک ویو را می‏توان ،

در هنگام وقوع پدیده ه‏ای انفجاری مانند شکستن دیوار صوتی توسط هواپیما، رعدو برق یا انفجار مواد منفجره مشاهده نمود.

با توجه به جدول شماره (1)، Shock Wave دارای فشار بیشتری نسبت به امواج فشاری می‏باشند. عرض پالس Shock Wave ،

بسیار کمتر از عرض پالس امواج فشاری است. در نتیجه انرژی بیشتری را به بافت وارد می‏کنند. امواج فشاری به صورت شعاعی (Radial) به بافت وارد می‏شوند.

اما Shock Wave به صورت متمرکز (Focused) در بافت نفوذ می‏کنند. عمق نفوذ امواج فشاری در حدود 25 میلیمتر است به همین دلیل این امواج ،

فقط بر روی بافت چربی و هم‏بند تأثیر می‏گذارند و در جوانسازی و درمان سلولیت کاربرد دارند. شاک ویو دارای عمق نفوذ بیشتری هستند و شدت بیشتری نیز دارند.

به همین دلیل از این امواج علاوه بر درمان‏های فوق برای درمان سنگ کلیه، زخم و … استفاده می‏شود.

تمایز Acoustic Wave با Ultrasound :

امواج صوتی براساس فرکانس به سه دسته‏ی صوت، فراصوت و فروصوت تقسیم می‏شوند. امواج Acoustic  و Ultrasound هر دو از نوع امواج صوتی هستند ،

با این تفاوت که امواج Acoustic در بازه فرکانس قرار دارند که گوش انسان قادر به شنیدن آن است. به همین دلیل، در حین استفاده از امواج Acoustic،

صدای تق ‏تق ضربه در دستگاه شنیده می‏شود. اما امواج Ultrasound در بازه‏ی فرکانسی فراتر از شنوایی انسان یعنی فراصوت قرار دارند.

تمایز Shock Wave با Ultrasound :

همانطور که در قبلاً ذکر شد، شاک ویو زیر مجموعه امواج آکوستیک است و علیرغم شباهت آن به امواج اولتراسوند، دارای تفاوت اساسی با یکدیگرند.

شاک ویو دارای دامنه‏ هایی با فشار بالا می‏باشد در صورتی که امواج اولتراسوند دارای فشار و دامنه ثابت و به صورت سینوسی هستند.

به همین دلیل تأثیرات شدید شاک ویو  که به دلیل غیرخطی و غیرسینوسی بودن آن است، در بافت اندامی، هوا و آب باید مورد توجه قرار گیرد.

به علاوه، امواج التراسوند به صورت دوره‏ای و با پهنای باند محدودند؛ در صورتی که شاک ویو به صورت پالس‏های تکی با فشار زیاد و معمولاً ثابت هستند،

که با پالس‏های کششی کوچکتر همراه ‏اند. این پالسها دارای کمترین فرکانس (چند کیلوهرتز) و بیشترین فرکانس (10 مگاهرتز) هستند.

تاریخچه استفاده از امواج آکوستیک در پزشکی( AWT Acoustic Wave Therapy) :

در اواخر دهه 1960 میلادی، ایده تولید و استفاده از شاک ویو جهت شکستن اجرام مازاد داخل بدن مانند سنگ کلیه و سنگ‏های صفرایی از بیرون بدن،

و بدون نیاز به عمل جراحی شکل گرفت. این روش اولین بار در سال 1970 میلادی توسط دانشمندان آلمانی به کار گرفته شد که نتایج مثبتی را در پی داشت.

در فوریه سال 1980 میلادی، برای اولین بار با کمک شاک ویو و بدون هیچ گونه عمل جراحی، سنگ کلیه یک بیمار شکسته و درمان به صورت موفق انجام گردید.

در این درمان، انرژی مکانیکی شاک ویو قادر بود تا بدون آسیب به بافت، به داخل بدن نفوذ کرده و سنگ کلیه را بشکند. در نتیجه، ذره‏ های سنگ خورده شده ،

و به طور طبیعی از بدن دفع گردیدند. این روش به تدریج جایگزین روش‏های  مرسوم جراحی شد. در واقع آن روز، شروع عصر جدیدی در تاریخ پزشکی ،

با استفاده از انرژی امواج صوتی بوده است. ویژگی خاص این روش، امکان تولید انرژی در بیرون بدن و تأثیرگذاری آن بر بافت هدف در درون بدن،

و بدون آسیب رساندن به بافت‏های مجاور است. بعد از دستیابی به نتایج موفق در شکستن سنگ کلیه، شاک ویو برای شکستن سنگ صفرا، پانکراس،

و حتی سنگ در مجاری بزاق مورد استفاده قرار گرفت. پس از کسب نتایج موفق در موارد فوق این بار ایده استفاده از این امواج برای از بین بردن کلسیفیکاسیون ،

(تجمع کلسیم) در شانه و اتصال تاندون شکل گرفت. اگرچه متخصصان انتظار نتیجه اثربخشی در درمان این عارضه‏ ها را به دلیل بافت نرم‏تر آن‏ها،

نسبت به سنگ کلیه نداشتند اما به طرز شگفت‏ انگیزی درمان با موفقیت همراه بود. این درمان تأثیر جدید شاک ویو بر روی بافت‏های بدن،

موجود زنده را برای پزشکان آشکار کرد. این امواج قادر به شروع و ایجاد فرآیند بهبود و درمان از طریق افزایش گردن خون در بافت،

و همچنین افزایش سوخت ‏وساز بدن هستند. امروزه از شاک ویو برای معالجه Pseduarthrosis و حتی درمان گرفتگی عروق قلب ،

و درد ناشی از آن در قفسه سینه استفاده می‏شود. تاکنون دانشمندان به نشانه ‏هایی برای درمان طیف گسترده ‏ای از بیماری‏ها دست یافته ‏اند،

و این نشان ‏دهنده کاربرد بی‏انتهای این امواج در پزشکی است.

AWT و کاربرد آن در پزشکی 

مکانیزم تولید Acoustic Wave :

امروزه جهت انجام درمان‏های مختلف پزشکی از امواج Acoustic Wave استفاده می‏شود.

این امواج به دو صورت متمرکز و شعاعی تولید شده که هر کدام دارای ویژگی‏ های خاص خود هستند.

تمایز امواج اکوستیک متمرکز و شعاعی :

امواج آکوستیکی متمرکز که به یکی از روش‏های الکترومغناطیسی، الکتروپنوماتیک و یا پیزوالکتریکی تولید می‏شوند بیشتری انرژی تولید شده را ،

به صورت متمرکز به بافت هدف می‏رسانند. این امواج قابلیت نفوذ به زیر پوست تا عمق چند سانتی‏متری را دارند. از طرف دیگر امواج شعاعی،

به صورت پنوماتیک تولید می‏شوند و حداکثر انرژی تولیدشده را در سطح پوست انتشار داده و به صورت شعاعی به داخل بافت نفوذ می‏کنند.

یکی از ویژگی‏های امواج شعاعی امکان درمان و پوشش‏ دهی سطح بیشتری از بافت هدف در هر شات است. بنابراین، بیشترین میزان انرژی اعمال شده ،

در حد فاصل بین مولد و سطح پوست است و با افزایش عمق نفوذ به صورت تصاعدی کاهش می‏یابد.

تأثیر بیولوژیک امواج آکوستیک متمرکز و شعاعی :

امواج آکوستیک دارای تأثیرات درمانی فوق‏العاده‏ای بر روی پوست، تاندون، عضلات،

بافت هم‏بند متصل‏ کننده استخوان و رباط‏ها (لیگامنت)، نیام (فاسیا) و استخوان هستند.

تأثیرات امواج متمرکز و شعاعی :

• افزایش نفوذپذیری دیواره سلولی
• تحریک و افزایش گردش خون مویرگی (خون و لنف)
• تحریک سلولی- تبدیل تحریک مکانیکی به فرآیند الکتروشیمیایی.
• مهار فیبرهای C در عضلات (فیبرهای C مسئول درد عضلانی)
• تحریک و تولید سلول‏های بنیادی

   ¨ تکثیر سلولی

   ¨ جوانسازی پوست

• افزایش متابولیسم
• آزادسازی و انتشار ماده P (این ماده انتقال‏ دهنده عصبی و مسئول تعدیل درد در بدن است و باعث گشادی عروق و در نتیجه کاهش فشار خون مویرگی می‏شود).

تأثیرات امواج متمرکز :

• کویتیشن در بافت هدف
• تحریک و افزایش فاکتور رشد
• آزادسازی و انتشار نیتریک اکسید (افزایش متابولیسم سلولی)
• رشد و افزایش تولید سلول‏های عصبی

در :

   ¨ عروق

   ¨ استخوان

   ¨ کلاژن

• افزایش اثر ضدالتهابی و آنتی باکتریال

کاربرد AWT در رشته‏های مختلف پزشکی :

با توجه به تأثیرات بیولوژیکی فوق‏الذکر، امروزه از AWT در رشته‏ های پزشکی استفاده می‏شود که اثرات بسیار چشمگیری در درمان دارد.

کاربرد Awt در پوست، زیبایی و تناسب اندام :

امروزه در حوزه پوست، زیبایی و تناسب اندام از awt در درمان سلولیت، تناسب اندام و فرم‏دهی در بدن، جوانسازی پوست ،

و از بین بردن چین و چروک، بهبود درناژ لنفاوی، درمان جای زخم و اسکار، ماساژ و آرام‏سازی عضلات استفاده می‏شود.

در ادامه به شرح کامل برخی از این موارد، روش‏های دیگر درمان و مکانیزم و میزان تأثیر awt در درمان ‏آن‏ها می‏پردازیم.