Dosing Therapeutic Ultrasound to Induce Vigorous Heating Prior to Stretching and Manual Therapy
By Joseph A. Gallo, DSc, AT, PT and Kevin J. Silva, MS, ATC, Salem State University, Sport and Movement Science Department
W literaturze dotyczącej środków elektrofizycznych coraz wyraźniej widać, że łączone podejście przynosi lepsze rezultaty w porównaniu z pasywnym, samodzielnym stosowaniem modalności. Celem tego artykułu jest omówienie, jak skutecznie podgrzać tkankę do terapeutycznych zakresów temperatur w przygotowaniu do rozciągania i/lub terapii manualnych.
Klinicyści często wybierają albo powierzchowny albo głęboki środek grzewczy przed interwencją „ciepło i rozciąganie”. Powierzchowne czynniki grzewcze, takie jak gorące okłady, mają ograniczoną głębokość penetracji do 1-2 cm. Jednak przy głębokości większej niż 1 cm, powierzchowne środki grzewcze często nie są w stanie skutecznie podnieść temperatury tkanek do odpowiedniego zakresu terapeutycznego. Odwrotnie, terapeutyczne ultradźwięki i diatermia krótkofalowa są klasyfikowane jako głębokie czynniki grzewcze, które mają zdolność skutecznego ogrzewania do 5 cm głębokości.
Ryc. 1. Klinicysta wykonujący ultradźwięki termiczne na ścięgno rzepki w pozycji lekko rozciągniętej.
Terapeutyczne ultradźwięki mają zdolność skutecznego ogrzewania tkanki do poziomu terapeutycznego, który promuje wzrost lepkosprężystości tkanki, co jest często określane jako energiczne ogrzewanie. Energiczne ogrzewanie uzyskuje się poprzez podniesienie podstawowej temperatury tkanki o 4°C lub osiągnięcie bezwzględnej temperatury tkanki 40°C (Tabela 1). Należy zauważyć, że podstawowa temperatura tkanki śródmięśniowej wynosi około 36°C. Uważa się, że podwyższenie temperatury o 4°C maksymalizuje lepkosprężystość tkanek miękkich podczas i bezpośrednio po zabiegu i jest podstawą szeroko rozpowszechnionego stosowania wstępnego ogrzewania tkanek bezpośrednio przed rozciąganiem i technikami terapii manualnej. Potrzebne są dodatkowe badania w celu określenia porównawczej skuteczności połączenia głębokiego ciepła z technikami manualnymi.
Wcześniejsze badania z wykorzystaniem modeli zwierzęcych wskazywały, że do zwiększenia lepkosprężystości tkanek wymagana jest bezwzględna temperatura tkanki pomiędzy 40-45°C. Przez wiele lat była to dominująca myśl wyrażana w literaturze dotyczącej środków elektrofizycznych i podręcznikach. Jednakże, w nowszych badaniach ultradźwiękowych zauważono, że ludzie powszechnie nie tolerują bezwzględnej temperatury tkanki powyżej 41°C.
Draper i wsp. ustalili zależność dawka-odpowiedź dla ogrzewania mięśni ultradźwiękami o częstotliwości 1 i 3 MHz. W badaniu tym określono szybkość nagrzewania ultradźwięków w °C/min, co pozwala klinicyście wybrać intensywność (W/cm2) i czas leczenia, które powodują przewidywalne nagrzewanie ludzkiego mięśnia (Tabela 2). Należy zauważyć, że szybkość ogrzewania różni się w zależności od producenta i urządzenia; dlatego też wzrost temperatury tkanki netto będzie różny w zależności od producenta i urządzenia. Konieczne są dodatkowe badania w celu określenia szybkości nagrzewania współczesnych urządzeń.
Częstotliwość ultradźwięków dyktuje głębokość penetracji i wpływa na efektywność nagrzewania. Aby dotrzeć do głębszych tkanek (do 5 cm), należy wybrać częstotliwość 1 MHz. Gdy tkanka docelowa znajduje się w odległości do 2,5 cm od powierzchni skóry, należy wybrać częstotliwość 3 MHz. Należy zwrócić uwagę, że częstotliwość 3 MHz nagrzewa się około 3x szybciej niż 1 MHz, co daje większą efektywność nagrzewania w porównaniu do ultradźwięków 1 MHz. Ponadto ultradźwięki o częstotliwości 1 MHz mają zdolność do głębokiego nagrzewania, jednak są mało efektywne w nagrzewaniu mięśni głębokich i dlatego wymagają dłuższego czasu sonizacji (tab. 3). Odwrotnie, ultradźwięki są dość wydajnym ogrzewaczem mięśni powierzchownych i są najbardziej wydajnym ogrzewaczem ścięgien powierzchownych ze względu na zwiększoną zawartość kolagenu (Tabela 4).
Na wydajność ogrzewania będzie miała również wpływ technika aplikacji. Należy pamiętać, że ultradźwięki są bardzo skoncentrowanym zabiegiem, a wielkość obszaru zabiegowego nie powinna być większa niż 2x wielkość głowicy dźwiękowej. Aby zmaksymalizować efekt ogrzewania, głowica dźwiękowa powinna być przesuwana w nakładającym się wzorze okrężnym lub podłużnym z prędkością około 4 cm/sek.
Wspólnym celem leczenia jest zwiększenie lokalnego przepływu krwi i rozciągliwości tkanek, co można osiągnąć poprzez połączenie energicznego ogrzewania z rozciąganiem i/lub terapią manualną. Klinicznie, ważne jest, aby zauważyć, że okno rozciągania po leczeniu ultradźwiękami jest ograniczone do 3,3 minut dla mięśni i 5 minut dla ścięgien i więzadeł. To właśnie w tych okresach czasu tkanka ma największą temperaturę i lepkosprężystość. Pod koniec zabiegu ultradźwiękowego należy rozciągnąć tkanki docelowe, aby zmaksymalizować ich wydłużenie, a następnie natychmiast zastosować rozciąganie, mobilizacje stawów lub mobilizacje tkanek miękkich wspomagane przyrządami. Literatura jest jednoznaczna, że ultradźwięki mogą podnieść temperaturę tkanek do energicznego poziomu przed rozciąganiem i terapiami manualnymi, jeśli są prawidłowo dozowane i stosowane.
Zapisz tę infografikę jako PDF tutaj.
1. Draper, D. Terapeutyczne ultradźwięki. In: Knight KL, Draper DO. Therapeutic Modalities: The Art and Science. 2nd ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 2013.
2. Draper DO, Castel JC, Castel D. Rate of temperature increase in human muscle during 1 MHz and 3 MHz continuous ultrasound. J Orthop Sports Phys Ther. 1995;22(4):304-307.
3. Draper DO. Ultrasound and Joint Mobilization for achieving normal wrist range of motion after injury or surgery: A case series. J Ath Train. 2010;45(5):486-491.
4. Lehman JF, De Lateur BJ. Therapeutic Heat. In: Lehman J, and Therapeutic Heat and Cold. 4th ed. Baltimore, MD: Williams & Wilkins; 1990.
5. Merrick MA, Bernard KD, Devor ST, Williams JM. Identical 3-MHz ultrasound treatments with different devices produce different intramuscular temperatures. J Ortho Sports Phys Ther. 2003;33(7):379-385.
6. Chan AK, Myrer JW, Meason GJ, and Draper DO. Temperature changes in human patellar tendon in response to therapeutic ultrasound. J Ath Train. 1998; 33(2): 130-135.
7. Hayes BT, Merrick MA, Sandrey MA, Cordova ML. Three-MHz ultrasound heats deeper into the tissue than originally theorized. J Ath Train. 2004; 39(3):230-234.
8. Rose S, Draper DO, Schulthies SS, Durrant E. The stretching window part two: rate of thermal decay in deep muscle following 1 MHz ultrasound. J Ath Train. 1996; 31(2): 139-143.
9. Draper DO, Ricard MD. Rate of thermal decay in human muscle following 3 MH ultrasound: The stretching window revealed. J Ath Train. 1995; 30(4):304-307.