초음파 치료

초음파 치료(UZT)는 매질 입자의 고주파 기계적 진동을 이용한 물리 치료 방법입니다. 초음파는 16kHz 이상의 주파수, 즉 인간 귀의 가청 한계를 넘는 주파수를 가진 매질 입자의 탄성 기계적 진동입니다.

인간의 청각 시스템은 16kHz를 넘지 않는 소리, 즉 기계적 진동을 감지합니다. 야행성 동물, 동굴, 물 속 동물들은 정보 교환과 반향 탐지를 위해 32kHz 이상의 고주파 소리를 감지합니다.

자연 조건에서 초음파는 지진, 화산 폭발, 그리고 공작 기계, 로켓 엔진 등의 작동과 같은 기술적 공정에서 발생합니다. 기술적 목적으로 초음파는 특수 방사기를 사용하여 얻습니다. 에너지원에 따라 기계적 초음파와 전기적 초음파로 구분됩니다. 기계적 초음파 방사기의 경우, 초음파의 원천은 흐름, 기체, 액체(휘파람, 사이렌)의 에너지입니다. 전기 변환기의 경우, 철, 니켈 및 기타 재료로 만들어진 물체에 전류를 흘려 초음파를 얻습니다. 압전 효과는 석영판, 티탄산바륨, 전기석 및 기타 재료로 만들어진 방사기의 기반이 되며, 교류 전류의 영향으로 크기가 변하고 초음파 주파수 매질의 기계적 진동을 유발합니다.

초음파의 작용 기전

물리치료는 800~3000kHz(0.8~3MHz) 범위의 초음파 진동을 사용합니다. 미용 분야에서는 모든 기기의 초음파 진동 주파수가 고정되어 있습니다. 기본적으로 25~28kHz에서 3MHz 사이의 주파수가 사용됩니다.

초음파의 기능

1. 기계적 기능(초음파의 특정 작용). 음압의 높은 기울기와 생물 조직의 상당한 전단 응력으로 인한 초음파 영역의 탄성 진동은 다양한 세포막의 이온 채널 전도도를 변화시키고 세포질과 세포 소기관 내 대사산물의 미세 흐름을 유발합니다(조직 미세 마사지).

조직 수준에서 초음파의 기계적 효과:

• 국소 혈액 순환의 촉진
• 림프 흐름의 가속화
• 콜라겐과 엘라스틴 형성 과정의 정상화(초음파 진동의 영향으로 형성된 콜라겐과 엘라스틴 섬유는 초음파 진동을 받지 않은 조직과 비교했을 때 탄성과 강도가 2배 이상 증가함)
• 신경계의 자극(충격 부위의 통증성 신경 전도체 압박 감소).

세포 수준에서는 초음파의 영향으로 다음과 같은 과정이 발생합니다.

• 강하고 약한 분자간 결합의 끊어짐;
• 세포질 점도 감소(틱소트로피)
• 이온과 생물학적으로 활성한 화합물이 자유 상태로 전환되는 것,
• 생물학적으로 활성한 물질의 결합 증가,
• 비특이적 면역 저항 메커니즘의 활성화
• 세포막 효소의 활성화(세포의 리소좀 효소의 활성화 포함)
• 히알루론산의 탈중합(조직 간 울혈의 감소 및 예방)
• 음향 마이크로 스트림 생성
• 물 구조의 변화
• 세포질 운동, 미토콘드리아 회전 및 세포핵 진동의 자극,
• 세포막의 투과성을 증가시킵니다.

초음파로 가속된 세포 내 생체 분자의 이동은 대사 과정에 참여할 가능성을 높입니다. 초음파 진동의 영향으로 세포골격의 기계감응 이온 채널의 기능적 특성이 변화하여 대사산물 운반 속도와 리소좀 효소의 활성이 증가하고, 조직 재생이 촉진됩니다.

2. 이질적인 생물학적 매체의 경계에서 초음파의 강도가 증가하면 감쇠하는 전단(횡파)이 형성되고 많은 양의 열이 방출됩니다. 이것이 초음파의 열 기능입니다.

큰 선형 치수를 가진 분자가 포함된 조직에서 초음파 진동 에너지가 상당히 흡수되기 때문에 온도가 1°C 상승합니다.

열은 균질 조직의 두께가 아니라 음향 임피던스가 서로 다른 조직들의 경계면, 즉 피부의 콜라겐이 풍부한 표층, 근막, 흉터, 인대, 활막, 관절 반월판, 골막에서 가장 많이 방출됩니다. 이는 조직의 탄력성을 증가시키고 생리적 응력 범위를 확장합니다(진동열분해). 미세순환계 혈관의 국소적 확장은 혈관이 약한 조직의 체적 혈류량을 2~3배 증가시키고, 신진대사를 증가시키며, 피부 탄력을 개선하고 부종을 감소시킵니다.

열의 약 80%는 혈류에 의해 흡수되어 배출되고, 나머지 20%는 주변 조직으로 방출됩니다. 환자는 시술 중 약간의 온기를 느낍니다.

조직 및 세포 수준의 열 효과:

• 확산 과정의 변화
• 생화학 반응 속도의 변화
• 온도 구배 발생(최대 1°C)
• 미세순환의 가속화.

초음파 진동 작용의 열적 성분과 비열적 성분의 비율은 복사 강도나 작용 모드(연속 또는 펄스)에 따라 결정됩니다.

3. 물리화학적 기능. 초음파의 생화학적 기능은 주로 동화작용과 이화작용의 반응 능력에서 비롯됩니다.

동화작용은 동일하거나 유사한 분자들을 집중시키는 과정입니다. 소량의 초음파는 세포 내 단백질 합성을 촉진하고, 손상되고 염증이 생긴 조직을 회복시키며, 치료 용량은 엘라스틴과 콜라겐 섬유의 합성을 촉진하고, 혈액 순환을 개선하며, 결합 조직을 이완시키고 기능을 향상시키고, 항염증, 완화, 진통 및 경련 완화 효과를 증가시킵니다.

이화작용은 큰 분자의 점도와 양을 감소시켜 약물이나 화장품의 농도를 낮추고 그 활용을 가속화하는 과정입니다. 초음파는 다음과 같은 효과를 나타냅니다.

• 촉매 역할을 한다;
• 신진대사 과정을 가속화합니다.
• 조직의 pH 값을 알칼리성으로 변경합니다(산에 노출된 후 피부의 염증 과정을 완화합니다).
• 생물학적으로 활성한 물질의 형성을 촉진합니다.
• 자유 라디칼의 결합을 촉진합니다.
• 약물 분자를 분해한다.
• 살균 작용(초음파와 약물이 박테리아 환경으로 침투하여 발생).