Fizika - Početna stranica - ZVU portalsharepoint.zvu.hr/katedre/306/Nastavni...

ElektroterapijaElektroterapija

Fizika

Studij Fizioterapije

1

2

Povijest elektroterapija• Elektroterapija se primjenjuje više

od dvije tisuće godina. Najstariji “elektroterapijski ureñaj”, riba drhtulja (torpedo marmorata) koja proizvodi napone od nekoliko desetaka volta za omamljivanje plijena.

• Opažanjem fiziološkog djelovanja pri elektrostatičkom pražnjenu u 18. st. su se počeli primjenjivati elektrostatički ureñaji. Na slici lijevo: stroj za proizvoñenje statičkoga elektriciteta

3

• Indukcijski ureñaj za faradizaciju (kraj 19. st.)

• Elektroterapijski ureñaj za elektrostimulaciju (1930-e godine)

• Elektroterapijski ureñaj za elektrostimulaciju (1970-e godine)

4

franklinizacija – primjena elektrostatičkih pražnjenja preko pacijenta (nazvana po Benjaminu Franklinu)

galvanizacija – primjena istosmjerne stalne struje izravnim spajanjem pacijenta u strujni krug (nazvana po Luigiu Galvaniju)

faradizacija – primjena niskofrekvencijskih struja, prvotno proizvoñenih induktorima, izravnim spajanjem pacijenta u strujni krug (nazvana po Michaelu Faradayu)

neofaradizacija – primjena niskofrekvencijskih struja proizvoñenih prekidnim ureñajima ili multivibratorima

teslinizacija – primjena visokofrekvencijskih struja proizvoñenih Teslinim transformatorom, stavljanjem pacijenta u električno polje (nazvana po Nikoli Tesli),

darsonvalizacija ili arsonvalizacija –slično teslinizaciji, spajanje pacijenta preko vodljivoga kista ili staklene elektrode s razrjeñenim plinom (nazvana po Arsènu d’Arsonvalu).

Elektroterapijski postupciElektroterapijski postupci prema izumiteljimaprema izumiteljima

5

Elektroterapijski postupciElektroterapijski postupci

galvanizacija – primjena istosmjernih struja, spajanjem pacijenta izravno u strujni krug

elektrostimulacija – primjena izmjeničnih struja ili niza impulsa, spajanjem pacijenta izravno u strujni krug

dijatermija ili progrijavanje – primjena toplinskoga učinka visokofrekventnih struja, stavljanjem pacijenta u visokofrekventna elektromagnetska polja

ultrazvučna terapija – primjena ultrazvuka na tkiva pacijenta

laserska terapija – primjena laserskog snopa na tkiva pacijenta

6

• Model donošenja kliničke odluke

– Svi postupci elektroterapije vezani se uz dovođenjeenergije u organizam

– Energija uzrokuje jednu ili više fizioloških promjena

– Fiziološke promjene dovode do terapeutskog učinka

7

Dva su različita elektroterapeutska modaliteta vezana uz predaju energije stanici

U prvom pristupu dovodi se energija veća od energije membrane, te se membranu prisili da mijenja svoje ponašanje.

Drugi pristup je dovođenje membrani male energije koja je samo “poškaklja”. To škakljanje membrane pobuđuje membranu, a time i cijelu stanicu. Pobuđena stanica obavit će željeni fiziološki proces, često bolje i jače nego pri tretmanu s velikim intenzitetom

8

Živa stanica ima potencijal membrane oko -70mV. Unutrašnjost stanice je negativna u odnosu na vanjsku površinu.

Potencijal membrane stanice vezan je uz transportna svojstva membrane.

Većina čestica koje prolaze kroz membranu su ioni.

Ako se gibanje nabijenih čestica kroz membranu mijenja, mijenjat će se i potencijal membrane.

Ako se potencijal membrane mijenja , mijenjat će se i protok nabijenih čestica kroz membranu.

9

GALVANIZACIJAGALVANIZACIJA Galvanizam – prvotno naziv za električne učinkebiokemijskih reakcija, po fiziologu Luigiju Galvaniju (1754-1798) koji ga je opazio na trzanju žabljih krakova. Zadržao se u nazivima galvanska struja, galvanizacija, galvanoskop, galvanometar.

Galvanska struja – električna struja iz kemijskih izvora (istosmjerna struja, stalne jakosti). Galvanizacija – primjena istosmjerne struje u medicini i tehnici.

10

TERAPIJSKATERAPIJSKA GALVANIZACIJGALVANIZACIJAA

Terapijska galvanizacija – primjena istosmjernihstruja u terapiji.

Napon – najviše do 80 V (niži od → donje granice

smrtne opasnosti).

Struje – gustoće struja manje od 1 mA/cm2 (slabije od → podražajnih struja).

Spajanje pacijenta – vodljivim elektrodama, stavljanjem na navlaženu kožu (→ površinska otpornost

kože).

11

UREðAJ ZA GALVANIZACIJUUREðAJ ZA GALVANIZACIJU

12

Gustoća struje J ovisi o ukupnoj jakosti struje Iu i o ploštini elektrode S

J = Iu/S

uobičajena jedinica je miliamper po četvornom centimetru

(mA/cm2)

Primjer: Iu= 15 mA, elektroda 5 cm × 20 cm

J = 15 mA/100 cm2 = 0,15 mA/cm2

13

ELEKTRODE ZA GALVANIZACIJUELEKTRODE ZA GALVANIZACIJU

Stavljanje elektrode na kožu Raspored elektroda na tijelu:

a) poprečni, b) uzdužni,

c) dijagonalni,

d) aktivna i pasivna elektroda

14

ELEKTRODE ZA GALVANIZACIJUELEKTRODE ZA GALVANIZACIJU

Primjer rasporeda elektroda pri tzv. silaznoj galvanizaciji

(anoda (+) bliža središnjem živčanom sustavu)

15

PRIMJENA GALVANIZACIJEPRIMJENA GALVANIZACIJE

Pacijent se uvijek uključuje pri naponu U = 0 ! Nakon spajanja pacijenta u strujni krug napon se postupno podiže do postizanja praga podražajnih struja.

Na kraju terapijskog postupka napon se postupno snižava do U = 0, i tek se tada pacijent isključuje iz strujnoga kruga! Pozor! Spontanim vlaženjem kože otpor se kože može znatno smanjiti, i tako znatno porasti struja kroz pacijenta!!!

16

UREðAJ ZA GALVANIZACIJU

Ureñaj za galvanizaciju vrlo se rijetko izrañuje sam, većinom je sastavni dio drugih ureñaja.

17

• Galvanoplast –galvanski flaster

• Struja 10 µA

• Tretman 2-3 dana

18

Terapijska elektrostimulacija (lat. stimulare, poticati) –primjena niskofrekventnih struja za podraživanje mišića.

Primjenjuju se izmjenične struje, nizovi impulsa, impulsi modulirani izmjeničnim strujama.

Frekvencije su nekoliko stotina herca do nekoliko kiloherca.

Naponi su za postizanje struja od nekoliko desetaka miliampera.

TERAPIJSKATERAPIJSKAELEKTROSTIMULACIJAELEKTROSTIMULACIJA

19

OBLICI IMPULSA ZA STIMULACIJU

Najčešći oblici impulsa za elektrostimulaciju

20

UREðAJ ZA STIMULACIJU

Shema ureñaja za elektrostimulaciju

21

TENSTranscutaneuous Electrical Nerv Stimulation

22

Tradicionalni “visoko frekventni”(90-130 Hz) mod, efektivno vrijeme 30 min

Akupunkturni mod, na vrloniskim frekvencijama ali puno veći intenziteti pulsova nego u tradicionalnom TENS

“Burst” mod, pulsovi dolaze u grupama, sprječava se akomodacija živaca

Modulirani TENS, za uklanjanje akutne boli, visoka frekvencija ali promijenljiva, pulsevi mogu biti dosta široki, veliki intenzitet

23

IFTIFTInterferencijska terapijaInterferencijska terapija

Osnovni princip Interferencijske terapije (IFT) je iskoristiti jaki fiziološki efekt nisko frekventne elektrostimulacije (manje od 250 pulsova po sekundi) na živac, bez pratećih bolnih i neugodnih efekata vezanih uz niskofrekventne stimulacije

24

Da bi se dobio nisko frekventni fiziološki efekt željenog intenziteta u dubini tkiva, pacijenti su izloženi značajnoj nelagodi na koži.

Impedancija kože obrnuto je proporcionalna frekvenciji stimulacije. Impedancija kože na 50 Hz je približno 3200 Ω, dok je pri 4000 Hz približno 40 Ω.

Ako snizimo frekvenciju stimulacije povećamo otpor za prijelaz kroz kožu, pa se osjeća veća nelagoda pri prodiranju struje duboko u tkivo.

Kod primjene više frekvencije struja će mnogo lakše, pa time i bezbolnije dopirati duboko u tkivo.

25

Dosadašnja praksa ne zna mnogo o fiziološkom djelovanju struja srednjih frekvencija (1KHz-100KHz). Za sada se smatra da je njihov efekt na stimulaciju živaca zanemariv.

Interferencijska terapija koristi dvije izmjenične struje bliskih frekvencija, koje prolaze istovremeno kroz tkivo, a njihovi putovi se križaju te one slikovito rečeno interferiraju.

26

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

3

2

1

1

2

F1F2F1+F2

t (s)

• Interferencija stvara frekventne udare koji imaju slično djelovanje na stimulaciju živaca kao i nisko frekventna struja.

27

Točna frekvencija rezultantnih frekventnih udara može se kontrolirati ulaznim frekvencijama

Ako je jedna struja na 4000 Hz, a druga na 3900 Hz, frekventni udari će se dešavati učestalošću od 100 Hz, modulirani oscilacijama na 3950 Hz

Veličina amplitude nisko frekventne interferencijske struje je približno jednaka zbroju amplituda pojedinih visokofrekventnih struja.

Umjesto IFT stimulacija sa 4 elektrode i dvije struje, moguća je stimulacija sa 2 elektrode i jednom strujom, gdje je umjesto u tkivu, interferencija postiže elektronički u uređaju za elektrostimulaciju.

Nisu znane fiziološke razlike u primjeni IFT sa 2 ili 4 elektrode.

28

• Živci akomodiraju na konstantan signal, te se često koristi postepena promjena frekvencije da bi se izbjegla akomodacija.

• Klinički je ustanovljeno da je trokutna promjena frekvencije učinkovita.

• Pravokutna i trapezna promjena frekvencije su još uvijek objekt kliničkih istraživanja.

29

Klinička primjena IFT

• Smanjivanje boli

• Stimulacija mišića

• Poboljšanje lokalnog protoka krvi

• Smanjivanje edema

• U većini kliničkih slučajeva tretman traje 5-10 min, a vrlo rijetko 20-30 min.

30

UNIVERZALNI UREðAJ

Izgled univerzalnog ureñaja za galvanizaciju i elektrostimulaciju

31

UREðAJ ZA STIMULACIJU

32

PRIJENOSNI UREðAJ ZA STIMULACIJU

Ureñaj za rehabilitaciju mišićja

33

MEDICINSKA DIJATERMIJAMEDICINSKA DIJATERMIJA

Terapijska dijatermija (grč. dia – thermos, progrijavanje) – primjena električnih struja ili električnih, magnetskih i elektromagnetskih polja za progrijavanje dijelova ljudskoga tijela.

Danas se primjenjuju:

- krakovalna dijatermija

- mikrovalna dijatermija

34

MEDICINSKA DIJATERMIJAMEDICINSKA DIJATERMIJA

Dijatermija se obavlja na frekvencijama odreñenim meñunarodnim dogovorima i državnim zakonima.

Od niza frekvencija namijenjih za industrijsku,

znanstvenu i medicinsku dijatermiju, u medicinske se svrhe većinom primjenjuje:

kratkovalna dijatermija na:

f = 27,120 MHz (λ ≈ 11 m)

mikrovalna dijatermija na:

f = 2,450 GHz (λ ≈ 12 cm)

35

Uzroci dubinskog zagrijavanja tkiva kod primjene struja visoke frekvencije su:

• gibanje iona u izmjeničnom električnom polju

• vrtložne struje (Foucaultove struje)

• dielektrični gubici u tkivu velike otpornosti

36

UREðAJ ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJUUREðAJ ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJU

Shema ureñaja za kratkovalnu dijatermiju

37

UREðAJ ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJUUREðAJ ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJU

Osnovni podaci:frekvencija oscilatora 27,12 MHz

ulazna snaga oko 700 VA

izlazna snaga oko 400 W

Namještanje:izbor elektroda (ručno)

položaj elektroda (ručno)

trajanje (uklopnim satom)

izlazna snaga (promjenljivim kondenzatorom)

38

ELEKTRODE ZA KRATKOVALNU ELEKTRODE ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJUDIJATERMIJU

Elektrode za kratkovalnu dijatermiju, a) pločasta kruta elektroda, b) pločasta savitljiva elektroda, c) mala zavojnica (tzv. monoda)

39

INDUKTOMETRIJAINDUKTOMETRIJA

• Zagrijavanja tkiva vrtložnim (Foucaultovim) strujama• Dio tijela nalazi se unutar zavojnice spojene na izmjenični

napon.• Izmjenično magnetsko polje zavojnice (u skladu sa

Faradayevim zakonom) inducira promjenljive elektromotorne sile u tkivu.

• Električna polja uzrokuju vrtložno gibanje kationa i aniona unutar tkiva, što dovodi do zagrijavanja tkiva i povećanja unutrašnje energije ∆∆∆∆U.

• σσσσ je vodljivost tkiva, ωωωω frekvencija izmjenične struje, Befektivno magnetsko polje.

• Primjena induktometrije

40

41

Kratkovalna dijatermijaKratkovalna dijatermija

• Elektrode su izolirane od tijela

• U ekvivalentnom krugu elektrode imaju samo kapacitivni otpor

42

• Samo izmjenična komponenta struje prolazi kroz tkivo• R i C su karakteristični otpor i kapacitet tkiva• Što je frekvencija izmjenične struje veća to su kapacitivni

RC1,RC2 i RC otpori manji• Unutar otpora R struja se održava gibanjem aniona i kationa u

promjenljivom e.m. polju.• Struja kroz otpor R dovodi do zagrijavanja tkiva

C1, RC1 C2, RC2

R

C,Rc

43

• Dielekrični gubitci u izmjeničnom električnom polju su uzrok zagrijavanja tvari.

• Električni dipoli se nastoje orijentirati u smjeru električnog polja.

• U promjenljivom električnom polju dipoli mijenjaju orijentaciju, pa trenje između dipolnih molekula i viskozne okoline zagrijava tkivo.

• Povećanje unutrašnje energije je proporcionalna permitivnosti tkiva εεεεte umnošku kvadrata frekvencije električnog polja ωωωω i kvadrata efektivne jakosti električnog polja E.

44

Pulsed Shortwave Therapy (PSWT)Pulsna kratkovalna terapijaPulsna kratkovalna terapija

• 27.12 MHz izlaz je pulsiran učestalošću 26-800 pps, a trajanja pulsova su 20-400µs

45

UREðAJ ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJU

Ureñaj za kratkovalnu dijatermiju

46

UREðAJ ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJU

Primjena kratkovalne dijatermije na pacijentu

47

UREðAJ ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJUUREðAJ ZA KRATKOVALNU DIJATERMIJU

Raspored apsorbirane energije u tkivima, a) pri kratkovalnoj dijatermiji u električnom polju, b) u magnetskom polju, c) pri

mikrovalnoj dijatermiji

48

Mikrovalna dijatermijaMikrovalna dijatermija• Decimetarsko i mikrovalno područje frekvencija iznad 1

GHz

• Bolesnik nije dio strujnog kruga, već je izložen elektromagnetskim valovima

• Zagrijavanje tkiva je posljedica apsorpcije fotona mikrovalnog zračenja, koja je opisana Beer-Lambert-Bouegerovim zakonom

• I je intenzitet na dubini x od površine tijela, Io je upadni intenzitet, αααα je koeficijent apsorpcije koji je ovisan o tipu tkiva.

49

Mikrovalni fotoni se znatno manje apsorbiraju u masnom tkivu nego u mišićnom

Upadni fotoni lako prodiru kroz površinski masni sloj, a gotovo potpuno se apsorbiraju u mišičinom tkivu na 3-6 cm od površine tijela.

Mikrovalnom dijatermijom nije moguće dubinsko zagrijavanje tkiva.

Na graničnim slojevima između dvaju tkiva dolazi do refleksije valova, stvaranja stojnih valova, što pospješuje lokalno zagrijavanje tkiva.

50

MIKROVALNA DIJATERMIJAMIKROVALNA DIJATERMIJA

Osnovni podatci:frekvencija oscilatora 2,45 GHzulazna snaga oko 800 VAizlazna snaga oko 100 do 250 W(impulsno do 1500 W)

Namještanje:zračilo (ručno)položaj zračila (ručno)trajanje (uklopnim satom)izlazna snaga (programom)

51

Shema ureñaja za mikrovalnu dijatermiju

52

• Magnetron je mikrovalni oscilator velike snage• Dioda sa cilindričnom katodom simetrično okružena anodom

smještena u vanjsko magnetsko polje koje je paralelno osi diode.

• Katoda se žari da bi bila izvor elektrona• U anodi se nalaze rezonantne šupljine• Elektroni predaju u rezonantnoj šupljini dio kinetičke energije

anodi• Sa jedne od šupljina, koaksijalnim kablom se visokofrekventni

signal odvodi na antenu (zračilo)

Presjek magnetrona, elektronske Presjek magnetrona, elektronske

cijevi u kojoj nastaju elektricijevi u kojoj nastaju električčni ni

titraji vrlo visokih frekvencijatitraji vrlo visokih frekvencija

53

Zračilo (antena) zrači elektromagnetske valove

Metalni reflektor oko antene svojim oblikom definira geometriju mikrovalnog snopa a time i primjenu terapije.

Energija mikrovalova koji dolaze do bolesnika ovisi o: snazi uređaja veličini i građi reflektora udaljenosti reflektora od tijela

Sa udaljenošću zračila od tijela intenzitet zračenja opada kvadratično, a ozračena površina raste.

U području ozračivanja ne smiju biti metalni predmeti u bolesniku, kao ni metalni dijelovi stolice ili ležaja na koje je bolesnik smješten.

54

• Mikrovalne pećnice 2.45 GHz

• Mobilni telefoni 1, 2, 2.75, 3, 4 GHz

55

UREðAJ ZA MIKROVALNU DIJATERMIJU

Ureñaj za mikrovalnu dijatermiju

56

UREðAJ ZA MIKROVALNU DIJATERMIJU

Primjena mikrovalne dijatermije na pacijentu

57

Ultrazvuk

58

MehaniMehaniččki vki valovialovi

Karakteristika mehaničkog valnog gibanja je transport energije kroz materiju bez transporta same materije.

Transverzalni valovi su oni valovi kod kojih se materija (medij) kroz koju val prolazi, giba (titra) okomito na smjer gibanja vala.

Longitudinalni valovi su oni valovi kod kojih se materija (medij) kroz koji val prolazi, giba (titra) paralelno smjeru gibanja vala.

59

LONGITUDINALNI MEHANILONGITUDINALNI MEHANIČČKI VALOVIKI VALOVIu materijalu (zrak, voda, tkiva, kruta tijela...)u materijalu (zrak, voda, tkiva, kruta tijela...)

Infrazvuk f<16 Hz Zvuk 20 < f < 20 kHz Ultrazvuk f >20 kHz (kratica UZ)

Ultrazvuk se proizvodi elektroničkim uređajem, koji električna titranja visoke frekvencije pretvornikom prevodi u mehanički oblik.

Ultrazvučni pretvornici su piezoelektrični kristali (npr. kremen, SiO2) za više frekvencije,magnetostrikcijski materijali (nikl i slitina željeza i nikla) za niže frekvencije.

60

ZvukZvuk/UZ/UZ

Zvučni val je longitudinalni val, koji nastaje zbog mehaničkog titranja izvora.

Ako se titranje izvora može opisati sinusnom funkcijom onda se takvo titranje naziva harmonijsko.

Složenija titranja se mogu rastaviti na harmonijske komponente

61

Zvučni tlak p je razlika ukupnog i atmosferskog tlaka i prikazuje se kao sinusna funkcija vremena:

62

Intenzitet zvuka

Intenzitet zvuka I je energija zvučnih valova koja prolazi kroz jediničnu površinu u jedinici vremena i mjeri se u Wm-2

Zbog velikih razlika uobičajeno je intenzitet zvuka i ultrazvuka izražavati u decibelima (dB):

Kod zvuka, u odnosu na prag čujnosti I0 = 10-12 W/m2

Kod prolaska UZ kroz tkivo, u odnosu na ulaznu vrijednost I0

63

Piezoelektrična pojava

Neki kristali izloženi deformacijama polariziraju suprotne plohe; i obrnuto

takvi kristali se u električnom polju deformiraju.Izloženi izmjeničnim električnim poljima titraju u ritmu

promjena električnoga polja, osobito izrazito ako su im izmjere u nekom skladu s valnom duljinom titraja.

64

Piezolektrični kristali upotrebljavaju se kao

titrajni sklopovi u elektroničkim oscilatorima,

pretvornici mehaničkih titraja u električne (kristalni mikrofoni),

pretvornici električnih titraja u mehaničke (kristalne slušalice, kristalni zvučnici, ultrazvučni pretvornici).

Znak i nadomjesna shema Znak i nadomjesna shema piezoelektripiezoelektriččnoga kristalanoga kristala

65

UREðAJ ZA TERAPIJU UREðAJ ZA TERAPIJU ULTRAZVUKOMULTRAZVUKOM

66

UREðAJ ZA TERAPIJU ULTRAZVUKOMUREðAJ ZA TERAPIJU ULTRAZVUKOM

Frekvencija ultrazvuka: 1 MHz (nekada se rabila samo u Europi)

3 MHz (nekada se rabila samo u SAD)

Aktivna ploština ultrazvučne glave:velika glava (za šire područje) 5 cm2

mala glava (ciljana primjena) 0,5…0,8 cm2

Plošna gustoća snage:za kontinuiranu primjenu 1,5…2 W/cm2

za impulsnu primjenu do 3 W/cm2

frekvencije impulsa , npr. 16, 48, 100 Hz

67

PRETVORNIK ZA TERAPIJU ULTRAZVUKOM

Presjek ultrazvučnog pretvornika (tzv. ultrazvučna glava ili ultrazvučna sonda)

68

Na granici tvari koje imaju različiti zvučni otpor dolazi do refleksije zvuka kao i do refrakcije (loma)

Omjer intenziteta reflektiranog i transmitiranog zvuka na granici dviju tvari ovisi o njihovim zvučnim otporima.

Na granici zrak i koža dolazi praktično do potpune refleksije (99.999%) ultrazvučnog vala, te je zanemariv intenzitet UZ koji prodre u tkivo.

Zbog toga se koriste kontaktne tvari sa takvim zvučnim otporom da se postigne značajna transmisija na granici UZ sonda kontaktno sredstvo i na granici kontaktno sredstvo koža.

U tu svrhu može poslužiti voda, različita ulja, kreme i gelovi.

69

• Pri prolazu kroz tkivo dio energije ultrazvuka se eksponencijalno apsorbira.

• Apsorpcija ovisi o vrsti tkiva i o frekvenciji terapijskog UZ

• Najveći koeficijent apsorpcije imaju tkiva za velikom koncentracijom proteina

70

Utjecaj ultrazvuka na organizamUtjecaj ultrazvuka na organizam

Djelovanje ultrazvuka na organizam se očituje na tri načina:

mehanički

toplinski

fizičko-kemijski

Posljednje dvije manifestacije djelovanja ultrazvuka mogu se smatrati posljedicom mehaničkog dijelovanja.

71

MEHANIMEHANIČČKO DJELOVANJEKO DJELOVANJE

Ultrazvuk može proizvesti lokalnu razliku tlakova i do 5˙105 Pa (atmosferski tlak 105 Pa) na razmaku od 1 mm.

Takva razlika tlakova može dovesti do kidanja elastičnog tkiva.

Kod manjih intenziteta i manjih razlika tlakova, djelovanje predstavlja unutrašnju mikromasažu koja povećava sposobnost regeneracije stanica i prokrvljenost tkiva.

Pri velikim razlikama tlakova, može u tjelesnim tekućinama nastati kavitacija. Kod velikih podtlakova nastaju zbog istezanja tekućine mjehurići u kojima tekućina naglo isparava ili se oni pune plinovima. Pri pozitivno tlaku mjehurići se naglo sabijaju i zagrijavanju što može dovesti do kidanja kemijskih veza.

Do kidanja veza u makromolekulama dolazi pri velikim frekvencijama ultrazvuka jer privlačne molekulske sile ne mogu izdržati brze i velike promjene tlaka duž molekulskih lanaca.

72

TOPLINSKO DJELOVANJETOPLINSKO DJELOVANJE

Ultrazvuk je vrlo djelotvoran pri dubinskom zagrijavanju

Pri primjeni ultrazvuka postiže se veće zagrijavanje nego u slučaju kratkovalne dijatermije

Toplinska energija dobiva se:

apsorpcijom vala u tkivu

trenjem među česticama zbog promjenljive gustoće okoline

nagomilavanjem energije u i na granicama tvari različitog zvučnog otpora, gdje nastaju refleksije

zbog kavitacije, što može biti vrlo opasno

73

FIZIFIZIČČKOKO--KEMIJSKO DJELOVANJEKEMIJSKO DJELOVANJE

Korisne promjene pri umjerenom djelovanju ultrazvuka su:

poboljšavanje oksidacijsko-redukcijskih procesa

razvijaju se farmakološki aktivne tvari

povećava se pH vrijednost, što pospješuje smanjenje upala

cijepanje visokomolekulskih proteina što je povoljno pri izlječenju ožiljaka

Pri velikim dozama mogu se javiti negativne posljedice:

Sonoliza vode u kavitacijskim mjehurićima, te stvaranje slobodnih H+ i OH-

Zbog reakcije sa hidroksilnim radikalom može doći promjene u DNK i drugih biomakromolekula

Daljnjom reakcijom mogu nastati molekulski kisik i vodikov peroksid, koji djeluju toksično u tkivu.

74

ULTRASONOFOREZAULTRASONOFOREZA

Unošenje lijekova kroz neozlijeđena kožu pomoću ultrazvuka

Ultrazvuk povećava propusnost kože i staničnih membrana, što ubrzava difuziju lijekova kroz kožu.

75

UREðAJ ZA TERAPIJU ULTRAZVUKOM

Ureñaj za terapiju ultrazvukom

76

PRIMJENA TERAPIJSKOG ULTRAZVUKAPRIMJENA TERAPIJSKOG ULTRAZVUKA

Ultrazvučna terapija

dodirom preko kontaktnog sredstva

77

PRIMJENA TERAPIJSKOGA PRIMJENA TERAPIJSKOGA ULTRAZVUKAULTRAZVUKA

Ultrazvučna terapija

kroz vodu

78

UREðAJ ZA TERAPIJU ULTRAZVUKOMUREðAJ ZA TERAPIJU ULTRAZVUKOM

Primjena ultrazvučne terapije na pacijentu

Laseri i Laseri i fotomedicinafotomedicina

ŠŠto je laser?to je laser?

LightAmplification by Stimulated Emission of RadiationLight = svjetlost

Amplification = pojačavanje

Stimulated = potaknuto (stimulirano)

Emission = odašiljanje (emisija)

Radiation = zračenje

Pojačavanje svjetlosti potaknutim odašiljanjem zračenja

PSPOZ ili možda PSSEZ ili ...?

SvjetlostSvjetlost

Svjetlost je elektromagnetski val

Vidljivi dio spektra ~400-700nm

Lom svjetlosti

Spektar

Apsorpcija Spontana emisija Stimulirana emisija

foton

1

2

Albert Einstein, On the Quantum Theory of Radiation (1917)

Kako napraviti laser?Kako napraviti laser?

Aktivni medij

Energijska pumpa

Optički rezonator

Dijelovi lasera

Stimulirana emisija fotona pomoću povratna zrcala uz prisutnu inverzijunaseljenosti stvara lavinu istovrsnih fotona

Svojstva Svojstva LaserLaseraa

• spektralno široko• divergentno• teško fokusirati• nije jako intenzivno• nekoherentno

• monokromatsko• slabo divergira• može se precizno fokusirati• može biti vrlo intenzivno• prostorno koherentno• vremenski koherentno

Vrste laseraVrste laseraLaseri se dijele prema vrsti aktivnog medija, principu rada,

mogućnosti promjene valne duljine, načinu rada (pulsni ili

kontinuirani),...

Plinski laseri

HeNe, N2

CO2 10.6 µm,

Ar 488nm, 514.5nm, 453nm

Dye laseri (laseri s organskim bojama) 400-800nm

Poluvodički laseri (GaAlAs, GaN, InGaP) 400 nm-1.9 µm

Kristalni

Nd:YAG 1064 nm (Er:YAG, Ho:YAG)

Rubinski 694.3 nm

Ti:safir 690-1000 nm

Egzimerni (“hladni”, UV laseri)

KrF 248 nm , ArF 193 nm , XeCl 308 nm

Free-electron laseri

Laseri u medicini

Gdje se primjenjuju ?

Kako odabrati laser?

Neki primjeri

OOftamologija Korekcija vida Karcinom retine Korekcija ablacije retine Kontrola vida

Kardiologija Revaskularizacija miokarda pulsnim egzimerskim laserom

Neurologija Razbijanje krvnog ugruška kod moždanog udara ( optička vlakna)

Dermatologija Uklanjanje dlaka (700-1000 nm) Izglađivanje kože (3-10 µm) Uklanjanje vaskularnih i pigmentiranih lezija (532-600 nm)

Otorinolaringologija Lasersko preoblikovanje uvule mekog nepcaLasersko preoblikovanje uvule mekog nepca Karcinom larinksaKarcinom larinksa Uklanjanje kamenca slinovnicaUklanjanje kamenca slinovnica

Dijagnostika Spektroskopija u rezonatorskoj šupljini Optička tomografija Holografija

UsmjerenostMonokromatičnostKontrolirana snaga

Laser kao precizni skalpelApsorpcija svjetlostiAblacija tkivaVelika snaga lasera

Terapeutska ulogaFotokemijske reakcije

Dijagnostika

•• FotomedicinaFotomedicina je “primjena crvenog i blisko infracrvenog zračenja na ugrožena područja tijela kao što su rane, artritička područja, lakat, vrat pogođena boli, sa nakanom da stimulira zacjeljivanje i smanji bol" bez izazivanja dodatnih pojava ili posljedica.

FotomedicinaFotomedicina

Prva laserska terapija niskog intenziteta primijenjena je 1962. Krajem šezdesetih Endre Mester u Mađarskoj, objavio je rezultate o poboljšanom liječenju povreda primjenom laserskog zračenja niskog intenziteta

Od tada znanstvenici i liječnici po cijelom svijetu koriste lasersko svijetlo u liječenju čitavog niza zdravstvenih poremećaja bolesnika različitih uzrasta.

Terapija laserom niskog intenziteta zračenja LLLT (Low-level laser therapy) koristi osvjetljavanje crvenim i blisko-infracrvenim laserskim svjetlom povreda ili rana, da bi se time poboljšalo liječenje mekog tkiva i olakšala akutna ili kronična bol.

LLLT koristi hladno (subtermalnu) lasersko zračenje da bi usmjerila bio-stimulativnu svjetlosnu energiju u stanice tijela bez povreda i razaranja.

Terapija je precizna i točna, te pruža efektivan i siguran tretman u širokom rasponu slučajeva.

Snaga laserskog zračenja koja se primjenjuje u LLLT je u rasponu između 1 i 500 mW , dok se za operativne zahvate koriste snage između 3000 i 10000 mW.

Tipične valne duljine lasera. λ = 635, 785, 808 i 905 nm)

GaAlAs (λ830nm, 35mW)

InGaAlP (λ685nm, 50mW

He/Ne-lasers (632.8nm)

CO2 10,600 nm.

LLLT pružaju tijelu energiju u obliku ne-termalnih fotona. Svjetlo prolazi kroz slojeve kože (dermis, epiderm i potkožno tkivo ili masno tkivo) pri svim valnim duljinama vidljive svjetlosti. Međutim , svjetlosni valovi u bliskom infracrvenom području prodiru mnogo dublje u tkivo nego vidljiva svjetlost.

Kada lasersko zračenje prodire dublje u kožu ono optimizira imunološki odgovor krvi što ima i anti-upalni efekt.

Činjenica je da svjetlost, na taj način propuštena u krv, ima pozitivni utjecaj na čitavo tijelo, potičući povećan dotok kisika i energije do tjelesnih stanica.

FizioloFiziološški efekti LLLTki efekti LLLT--aa

Bio-stimulacija

poboljšani metabolizam cijelog organizma

Pojačanje staničnog metabolizma

Poboljšanu cirkulaciju krvi i vazodilataciju

Analgetički efekt

Anti-upalni i anti-edematički efekt

Stimulacija zacijeljivanja rana

Uklanja akutne i kronične boli

Pojačava opskrbu krvi

Stimulira imunološki sistem

Stimulira funkcije živaca

Razvija kolagen i mišično tkivo

Pomaže stvaranju zdravih stanica i tkiva

Utječe na brže zarašćivanje rana i zgrušavanje

Smanjuje upale

Artritis

Migrena

Križobolja

Ponavljane povrede

Karpalni sindrom

upala tetiva

Uganuća i istegnuća

Teniski lakat

Golferski lakat

Post-operativne rane

Otekline

Opekline

Dekubitus

Herpes simplex

Akne

KroniKroniččne i akutne bolestine i akutne bolesti

Terapija sinusa

prijeprijenakonnakon

Laserska terapija niskog intenziteta za odvikavanje od pušenja zasniva se na principima sličnim 5,000 godina starom umijeću drevne Azije liječenja akupunkturom.

Akupunktura reducira napetosti, pojačava cirkulaciju te omogučava da se tijelo dublje relaksira.

Primjena lasera niskog intenziteta je ne-invazivna metoda koja se koristi da uravnoteži protok između akupunkturnih točaka.

LLLT priborLLLT pribor

19 Diodni klaster Dizajniran je za tretman kože, mišića tetiva i ligamneata.

200mW 810nm Laser Za smanjivanje boli i dubokih mišićno skeletnih poremećaja

Conduction Point Locator Locira područja niske električne vodljivosti koja precizno indiciraju specifične točke za uklanjanje boli

101

UNIVERZALNI UREðAJIUNIVERZALNI UREðAJI

Mnogi su današnji ureñaji dijelom terapijski, a dijelom dijagnostički.

Terapijski dio sadržava ureñaj za galvanizaciju,

elektrostimulaciju,

ureñaj za TENS (prema engl. transcutaneous electrical nerve

stimulation, transkutana električna živčana stimulacija –liječenje boli elektrostimulacijom,

ultrazvučnu terapiju,

lasersku terapiju, i dr.

102

UNIVERZALNI UREðAJIUNIVERZALNI UREðAJI

Univerzalni ureñaj za galvanizaciju, elektrostimulaciju, ultrazvučnu terapiju i lasersku terapiju

103

UNIVERZALNI UREðAJI

Univerzalnu ureñaj za elektroterapiju

104

VIŠESTRUKI UREðAJI

Ureñaj za neovisnu istodobnu elektrostimulaciju dvaju pacijenata

105

PRIJENOSNI ELEKTROTERAPIJSKI UREðAJ

Prijenosni ureñaj za

elektrostimulaciju

106

ZAZAŠŠTITA OD SMETNJITITA OD SMETNJI Mnogi su elektroterapijski uređaji izvori elektromagnetskoga zračenja u radiofrekvencijskom području, osobito uređaji za

kratkovalnu dijatermiju,

mikrovalnu dijatermiju,

ultrazvučnu terapiju.

Elektroterapijski uređaji koji smetaju okolnim uređajima ( radiokomunikacijskim, elektrodijagnostičkim, računalnim) moraju raditi u zaštićenim prostorijama, tzv. Faradayevoj krletci.

107

ZAŠTITA OD SMETNJI

Primjer smještaja elektroterapijskog ureñaja u oklopljenu prostoriju, uz primjenu filtara na svim vodovima koji ulaze u prostoriju ili iz nje izlaze