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Ultraschall

Schallfrequenzen (Schallschwingungen) oberhalb 20.000 Hertz nennt man Ultraschall. Damit werden alle mechanischen Schallwellen mit Frequenzen oberhalb der Hörgrenze des menschlichen Ohres bezeichnet.

Hierbei ist wichtig, dass Ultraschall eine mechanische Welle und keine elektromagnetische Strahlung ist.

Ultraschall gelangt in den menschlichen Körper, indem man geeignete Ankopplungsmedien (Gel, Öle, Wasser) auf die Haut aufbringt, da eine Luftzschicht die Übertragung des Ultraschalls verhindert. Auf dem Weg in das Körperinnere kommt es nun zu einer Wechselwirkung zwischen Schall und Gewebe, den Knochen etc.. Dabei ist festzustellen, dass Ultraschall um so weiter ins Gewebe eindringt, je geringer seine Frequenz ist.

Ultraschallwellen breiten sich in Flüssigkeiten, Gasen und im Weichteilgewebe des Körpers aus.

 

Erzeugung von Ultraschall:

1880 entdeckte der französische Physiker Pierre Curie den piezoelektrischen Effekt am Quarzkristall. Es tritt elektrische  Polarisation bei mechanischer Verformung von Kristallen mit polaren Achsen auf  (z.B. Quarz, Turmalin). Dieser Effekt zeigt sich auch im Körper (z.B. im Knochengewebe). Man kann auch an ein piezoelektrisches Material Wechselspannung anlegen und erreicht dabei den umgekehrten Effekt. Brechung u. Reflexion der Wellen sind am geringsten am Übergang von Körperflüssigkeit. bzw. am Fettgewebe zum Muskel, daher kann weitgehendes Eindringen in tiefere Körperschichten erfolgen.

 

Die Schallschwingungen verursachen in einem Medium Druck und Ausdehnung und führen dabei zu Schwankungen des Drucks und zu Änderungen des Volumens der Körperzellen.

 

Kavitation:

Kavitation wird in Flüssigkeiten, im Gewebe durch hoch intensive Ultraschallwellen hervorgerufen. Die dabei auftretenden Kavitationsblasen implodieren nach einer kurzen Zeit. Diese Implosionen bewirken sehr hohe Temperaturen und hohen Druck.

Bei Anwendung von niedrig intensivem gepulstem Ultraschall findet diese Ausdehnung der Kavitationsblasen ohne schädliche Auswirkung statt. Dies hängt mit der hohen Frequenz und des gepulst abgegebenen Signals zusammen.

 

Beschallungsmethode:

Man unterscheidet zwischen Dauerschall und gepulst abgegebenen Schall. Die Dauerschall wird ohne Unterbrechung eine bestimmten Leistung abgegeben. Beim gepulstem Schall liegt zwischen der Signalabgabe eine Aus-Phase. Eine Erwärmung wird damit minimiert, die mechanische Wirkung, wie sie in der Knochenheilung erwünscht ist, ist gegeben.

 

Anwendung von Ultraschall in der Medizin:

In der Knochenheilung wird Ultraschall mit einer Frequenz von 1,5 MHz verwendet, in der medizinischen Diagnostik mit einer Frequenz von 2 MHz bis 20 MHz. Beim Einsatz des Ultraschalls handelt es sich um ein nicht invasives Heilverfahren. Ultraschall findet auch Anwendung bei vielen entzündlichen Prozessen u. Erkrankungen. Der niedrig intensive, gepulste Ultraschall wird in der Knochenheilung täglich 20 Minuten angewandt. Eine mehrmalige Beschallung bringt keine zusätzliche Heilungsbeschleunigung. Allerdings muss die Behandlung jeden Tage über den vom Arzt vorgegebenen Behandlungszeitraum durchgeführt werden.

 

Indikationen:

Frakturen können mit Ultraschall behandelt werden, wenn die Applikation des Ultraschallkopfes möglich ist und die Schallwellen in den Frakturspalt eindringen können. Wunden werden vor der Applikation mit Gelverband abgedeckt.

 

Zu beachten:

Nur nach Rücksprache mit dem Arzt oder von der Anwendung des niedrig intensiven gepulsten Ultraschalls ist abzuraten, während der Schwangerschaft und Stillzeit, bei Tumorerkrankungen, bei akuten Infektionen, bei Personen mit nicht ausgereiftem Skelett, bei Herzschrittmacher. Dagegen ist das Vorhandensein von Metallimplantaten keine Contraindikation.

 

Substanz zur Ankopplung:

Um den Schall auf das Gewebe zu übertragen, wird zur Ankopplung z.B. Gel verwendet. Eine Reflexion des Ultraschalls tritt an der Luft/Wasser-Grenze auf.

 

Niedrig intensiver gepulster Ultraschall ist ein mechanischer Stimulus, wobei die gepulste Abgabe des Schalls eine unerwünschte Erwärmung des Knochengewebes minimiert.