Bản chất, tác dụng của siêu âm trị liệu

1. Mục lục bài viết

   • Đại cương.
   • Các tác dụng điều trị
   • Chỉ định và chống chỉ định và cẩn trọng.
   • Tác dụng phụ:
   • Kỹ thuật áp dụng
   • Siêu âm dẫn thuốc:

   Đại cương.

Siêu âm là một tác nhân vật lý được sử dụng trong điều trị ứng dụng các hiệu quả nhiệt nông và sâu của nó cũng như các tác dụng phi nhiệt kích thích lành vết thương và dẫn thuốc qua da (phonophoresis).
1.1. Khái niệm.
Âm là những giao động cơ học của vật chất trong môi trường giãn nở. Tai người có thể nghe được những sóng âm trong phạm vi giải tần từ 20-20.000Hz. Những âm có tần số dưới 20Hz gọi là hạ âm, trên 20.000Hz gọi là siêu âm. Trong điều trị người ta dùng siêu âm có tần số từ 0,7-3,3 MHz để tăng tối đa hấp thu năng lượng của mô mềm sâu 2-5 cm.
1.2. Nguồn tạo ra siêu âm.
Siêu âm được tạo ra bằng cách áp dụng một dòng điện xoay chiều cao tần lên tinh thể trong đầu phát của máy tạo siêu âm. Tinh thể được tạo bởi một chất liệu có các đặc tính áp điện (khả năng tạo dòng điện khi bị tác động lực cơ học hay thay đổi hình dạng khi bị tác dụng bởi dòng điện). Các tinh thể (thường sử dụng là plumbium zirconium titanate (PZT) tổng hợp) đáp ứng với dòng điện xoay chiều bằng giãn nở và co lại với cùng tần số thay đổi dòng điện cực. Khi tinh thể nở ra nó ép vật chất trước nó, khi nó co lại, nó làm loãng vật chất trước nó. Sự thay đổi ép-làm loãng (compression-rarefaction) này là sóng siêu âm.
1.3. Các đặc tính vật lý:
Sóng siêu âm được tạo ra bằng sự nở rộng và co lại luân phiên của một tinh thể áp điện trong đầu âm dưới tác động của dòng điện xoay chiều. Kết quả là tia Siêu âm hoạt động như là một sóng áp lực (xem hình) lên mô của cơ thể. Các sóng siêu âm điều trị ở dạng liên tục (siêu âm liên tục) hoặc dạng xung (siêu âm xung) được đặc trưng bởi chu kỳ hoạt động (duty cycle) của nó.
– Năng lượng siêu âm: Cường độ của sóng siêu âm được xác định bởi lực âm (acoustic power) do đầu âm tạo nên được đo bằng đơn vị watt, và không đồng nhất ở bề mặt.
– Cường độ siêu âm: là năng lượng siêu âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng.
– Chùm siêu âm có 2 vùng: trường gần là vùng mà các chùm tia siêu âm đi song song nhau, và trường xa là vùng mà chùm tia siêu âm bị phân kỳ. Tác dụng điều trị chủ yếu ở trường gần. Độ dài của trường gần phụ thuộc vào bán kính đầu phát và tần số siêu âm:
– Sự suy yếu (attenuation): khi siêu âm đi qua vật chất, nó dần dần giảm cường độ do do bị hấp thu, phản xạ và khúc xạ, cũng như âm thanh ta nghe nhỏ hơn khi ta đi xa nguồn phát. Sự suy yếu lớn nhất ở các mô nồng độ collagen cao và với siêu âm tần số cao.

Hình: Sự suy giảm cường độ siêu âm 
Do sự phản xạ âm giữa đầu phát và không khí là 100% nên trong điều trị cần lót giữa đầu phát và da một lớp gel hoặc mỡ để truyền âm vào cơ thể hoặc siêu âm qua nước, bàng quang.

Hình: Siêu âm điều trị qua nhúng nước

2. Các tác dụng điều trị

2.1.Các tác dụng nhiệt
Tác dụng nhiệt tỷ lệ với sự hấp thu của sóng âm của mô. Sự hấp thu phụ thuộc vào bản chất của mô, mức độ tưới máu, và tần số lẫn cường độ của sóng siêu âm. Các mô có tỷ lệ collagen cao có chỉ số hấp thu sóng âm cao (như gân, dây chằng, bao khớp, và cân mạc); các mô có tỷ lệ collagen thấp có chỉ số hấp thu âm thấp (như nước, mỡ, cơ và máu).

• Siêu âm làm nóng các mô nhỏ và sâu nhiều hơn hầu hết các tác nhân nhiệt nông.
• Độ xuyên tỷ lệ với tần sống siêu âm sử dụng: siêu âm 1 MHz có độ xuyên sâu hơn (đến 5cm) so với siêu âm 3 MHz (xuyên 1-2 cm).
• Sự hấp thu nhiệt của siêu âm 3 MHz lớn hơn siêu âm 1 MHz 3-4 lần với cùng cường độ.

Hình: Độ xuyên sâu của sóng siêu âm phụ thuộc tần số
2.2 Các tác dụng cơ học   

• Các ion nội và ngoại bào và các dịch thể bị tác động vận động, được gọi là microstreaming (vận động vi tế), do đó có thể thay đổi tính thấm và hoạt tính của màng tế bào.
• Các bóng khí nhỏ ở trong các dịch của cơ thể chịu lực ép và dãn nở (gọi là tạo hốc: cavitation), có thể góp phần làm thay đổi tính thấm màng tế bào.

3. Chỉ định và chống chỉ định và cẩn trọng.

3.1. Chỉ định:
Siêu âm liên tục (nhiệt nông và sâu)

• Co thắt cơ
• Co rút mô mềm
• Giảm đau

Siêu âm xung hoặc liên tục (để tạo thuận lành mô)

• Chấn thương hoặc viêm cấp mô mềm
• Chấn thương hoặc viêm cấp thần kinh ngoại biên
• Loét da (siêu âm quanh ổ loét)
• Gãy xương (liều rất thấp 0,15 W/cm2, chu kỳ xung 20%, thời gian 15-20 phút hàng ngày).

Hình: Siêu âm quanh vết thương để kích thích làm lành
Siêu âm dẫn thuốc: tùy theo thuốc sử dụng
3.2. Chống chỉ định:

• Vùng đặt máy tạo nhịp tim
• Trong thời kỳ có thai gần thai nhi (bụng, lưng, chậu)
• Mắt
• Cơ quan sinh dục nam/nữ
• Não, tủy, vùng tim
• Vùng đang chảy máu hoặc nhiễm trùng
• Các khối u ác tính
• Viêm tắc tĩnh mạch (làm bong các cục huyết khối)
• Khớp nhân tạo có xi măng (Methylmethacrylate)

3.3 Cẩn trọng:

• Vùng viêm cấp (tác dụng nhiệt)
• Đầu sụn tăng trưởng (siêu âm cường độ cao)
• Gãy xương (siêu âm cường độ cao)
• Vú giả (siêu âm cường độ cao tạo lực ép có thể gây vỡ)

4. Tác dụng phụ:

Ít gặp
Bỏng (siêu âm liên tục cường độ cao, trên vùng rối loạn tuần hoàn, cảm giác)

5. Kỹ thuật áp dụng

5.1. Các thông số điều trị của siêu âm
– Tần số: Tần số được lựa chọn tùy theo độ sâu của mô được điều trị. Đối với mô sâu lên đến 5 cm, sử dụng tần số 1 MHz g, và 3 MHz được sử dụng cho các mô sâu 1-2 cm. Độ xuyên sâu thấp hơn ở các mô có hàm lượng collagen cao và ở các vùng tăng phản xạ.
– Chu kỳ xung (Duty Cycle): Các chu kỳ nhiệm vụ được lựa chọn tùy theo các mục tiêu điều trị. Khi mục tiêu là để tăng nhiệt độ mô, nên dùng một  chu kỳ xung 100% (liên tục). Khi siêu âm được áp dụng với mục đích phi nhiệt, nên dùng  một chu kỳ xung 20% hoặc thấp hơn
– Cường độ: Cường độ được lựa chọn theo các mục tiêu điều trị. Khi mục tiêu là để tăng nhiệt độ mô, bệnh nhân sẽ cảm thấy chút hơi ấm trong vòng 2-3 phút bắt đầu ứng dụng siêu âm và không nên cảm thấy tăng mức khó chịu trong thời gian điều trị. Khi sử dụng siêu âm tần số 1 MHz , một cường độ từ 1,5 đến 2,0 W / cm2 nói chung sẽ tạo ra hiệu ứng này. Khi tần số 3 MHz được sử dụng, cường độ khoảng 0,5 W / cm2 là đủ.
– Thời gian: Thời gian điều trị được lựa chọn theo các mục tiêu điều trị, kích thước của vùng được điều trị. Thời gian thường áp dụng là 5 đến 10 phút. Khi siêu âm được sử dụng để kích thích sự lành xương, thời gian điều trị dài hơn (từ 15 đến 20 phút) với cường độ thấp.
– Số lần và tần số điều trị: Số lần điều trị phụ thuộc vào các mục tiêu của điều trị và đáp ứng của bệnh nhân. Nếu bệnh nhân đang tiến triển với một tốc độ thích hợp so với mục tiêu, nên tiếp tục điều trị.  Tần số của phương pháp điều trị phụ thuộc vào mức độ của siêu âm được sử dụng và các giai đoạn lành. Siêu âm mức tác dụng nhiệt thường chỉ được áp dụng trong bán cấp hoặc giai đoạn mạn tính, tần số điều trị được đề nghị là 3 lần một tuần; siêu âm ở mức phi nhiệt có thể điều trị trong giai đoạn sớm hơn và áp dụng  hàng ngày.
– Di chuyển đầu âm: Đầu âm được di chuyển khoảng 4cm/giây, đủ nhanh để duy trì chuyển động và đủ chậm để duy trì tiếp xúc với da. Nếu đầu âm được giữ cố định hoặc di chuyển quá chậm, các vùng mô dưới trung tâm của đầu phát, nơi cường độ lớn nhất, sẽ nhận được siêu âm nhiều hơn so với các vùng biên. Với siêu âm liên tục, điều này có thể dẫn đến nóng quá mức và làm bỏng các mô ở giữa trường âm, làm giảm hiệu quả của các can thiệp và có thể gây tác dụng phụ. Đầu phát siêu âm được di động chậm theo vòng xoáy, hoặc theo chiều dọc ngang trên vùng da điều trị, luôn đảm bảo đầu phát tiếp xúc với da.

5.2. Quy trình kỹ thuật
Trang bị

• Máy siêu âm
• Gel dẫn âm, nước, hay môi trường truyền dẫn khác
• Chất kháng khuẩn
• Khăn lau

Kỹ thuật

1. Đánh giá các dấu hiệu lâm sàng của bệnh nhân và thiết lập các mục tiêu điều trị.
2. Xác định siêu âm có phải là phương thức can thiệp phù hợp không.
3. Khẳng định không chống chỉ định siêu âm trên bệnh nhân hoặc bệnh lý.
4. Bôi đủ gel dẫn âm lên vùng điều trị (gel dẫn âm tốt, không nhuộm mà, không gây dị ứng, không bị da hấp thu nhanh, không đắt tiền). Hoặc nếu siêu âm dưới nước thì đặt vùng điều trị trong bồn/chậu nước.
5. Lựa chọn đầu âm diện tích phù hợp.
6. Chọn lựa thông số phù hợp
7. Trước khi điều trị vùng có nguy cơ lây nhiễm chéo, chùi đầu âm với alcoholic chlorhexidine 0,5%, hoặc sử dụng kháng khuẩn phù hợp.
8. Đặt đầu âm lên vùng điều trị.
9. Bật máy.
10. Di chuyển đầu âm trong vùng điều trị suốt thời gian điều trị.
11. Khi hoàn thành, lấy bỏ chất dẫn âm khỏi đầu âm và bệnh nhân, đánh giá lại thay đổi của bệnh nhân.
12. Ghi chép can thiệp 

6. Siêu âm dẫn thuốc:

Sử dụng siêu âm để gia tăng phân bố thuốc xuyên qua da nhờ tác dụng tăng tính thấm của màng sinh học, ở da là lớp sừng.
Siêu âm dẫn thuốc chủ yếu được sử dụng để điều trị mô viêm và đau ở gân, túi thanh dịch, hoặc cơ với các chất corticoid hoặc kháng viêm giảm đau. Siêu âm tần số thấp hơn (như từ 20–100 kHz) làm tăng tính thấm da nhiều hơn. Một thông số điều trị hay sử dụng là chu kỳ xung 20%, cường độ 0.5 đến 0.75 W/cm2 , thời gian 5-10 phút.
Bảng: Các thuốc sử dụng siêu âm dẫn thuốc

 
Tham khảo:  Cameron, MH (ed): Physical  Agents in Rehabilitation: From Research to Practice, ed. 4. Saunders, St. Louis, MO, 2013.
Ciccone,  CD: Pharmacology  in Rehabilitation, ed. 3. FA Davis, Philadelphia, 1996