Badania termowizyjne skóry w zabiegu sonoterapii przy zastosowaniu soczewki skupiającej falę ultradźwiękową

• Autorzy: Łukowicz, M. , Zając, A. , Zalewski, P. , Weber-Zimmermann, M. , Ciechanowska, K.

Warianty tytułu

EN

Thermovision examinalion o{ iKe skin trealed by sonolViexapy with apphcation of lens focusing an uhrasound wave

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sonoterapia jest powszechnie stosowaną metodą fizykalną w fizjoterapii oraz w kosmetologii. Terapia z wykorzystaniem ultradźwięków jest formą termoterapii. Ultradźwięki to fale o częstotliwości powyżej 20 kHz, niereje-strowane przez ludzki narząd słuchu. Częstotliwości terapeutyczne zwykle obejmują zakres od 0,5 MHz do 5 MHz. Wzrost temperatury wywołany mechanicznym oddziaływaniem fali ultradźwiękowej jest ściśle uwarunkowany parametrami fizycznymi, takimi jak: częstotliwość [f]; gęstość mocy [W/cm^]; długość fali [mm]; szerokość impulsu [jus], wartość energii [J] oraz czas [t]. Chcąc zobiektywizować siłę oddziaływania zabiegów fizykalnych z zastosowaniem fali ultradźwiękowej, posłużono się rejestracją obrazu za pomocą kamery termowizyjnej. Pomiarami objęto zabiegi o zróżnicowanych parametrach fizycznych oraz z zastosowaniem standardowej sondy zabiegowej oraz sondy z silikonową soczewką skupiającą. Materiał i metody: Rejestracji rozkładu wzrostu temperatury dokonano w różnych miejscach na powierzchni ciała. Zabiegi sonoterapii wykonywano z użyciem aparatu Sonicator Ž 740. Do rejestracji termowizyjnej zastosowano kamerę termowizyjną P640 FLIR SystemŽ. W pierwszym etapie badań wykonywano zabiegi z zastosowaniem standardowej sondy zabiegowej f=3,2 MHz o polu powierzchni 5 cm\ gęstości mocy w zakresie 0,5; 1 oraz 2 W/cm^ oraz współczynniku wypełnienia (modulacji) 50% i 100% w czasie 3 minut. Następnie na drugiej kończynie wykonano zabieg o identycznych parametrach z zastosowaniem silikonowej soczewki skupiającej, ściśle przylegającej do powierzchni sondy zabiegowej. Ponieważ po 10 sekundach pojawiały się silne odczucia cieplne, zabieg wykonywano przez 10 sekund. Celem oceny zmian temperatury skóry w czasie wykonywano pomiary w odstępach 3-minutowych. Dzięki rejestracji termowizyjnej stwierdzono wzrost temperatury, zmierzono wielkość powierzchni, na której zaobserwowano wzrost temperatury oraz zbadano rozkład wartości temperatury w czasie. Wyniki: Zauważalny efekt termiczny zaobserwowano przy zastosowaniu wypełnienia 100% i gęstości mocy 1 W/cm2 Przy zastosowaniu soczewki nałożonej na sondę zabiegową silne odczucia ciepła pojawiły się już po 10 sekundach, dlatego też porównywano skutki 3-minutowego zabiegu bez soczewki ze skutkami 10-sekundowego zabiegu z soczewką. Przy zastosowaniu soczewki efekt cieplny w ocenie termowizyjnej był zauważalny już przy 0,5 W/cm^ i współczynniku wypełnienia 50%. Wnioski: Zastosowanie soczewki silikonowej na sondę zabiegową daje efekt silnego skupienia fali ultradźwiękowej i silny efekt termiczny. Zabiegi z zastosowaniem gęstości mocy poniżej 1 W/cm2 i współczynniku wypełnienia 50% są zabiegami atermicznymi.

EN

Sonotherapy is a method widely applied in physiotherapy and cosmetology. The therapy using ultrasound waves is a form of thermotherapy The ultrasound waves are kind of the sonic waves characterized by frequencies higher than 20 kHz not registered by the human hearing organ. The therapeutic frequencies usually cover the range of 0,5-5 MHz. The increase of temperature evoked by the mechanical influence of ultrasound waves depends on the physical parameters such as: frequency [fi; CO>NM density [W/cm^]; wavelength [mm]; impulse width [/is]; energy value [J], as well as the time [t]. In this study the thermovision camera was used to estimate the influence of physical procedures using ultrasound waves. The various physical parameters were examined. The measurements were conducted by means of the standard operative probe, as well as the probe equipped with the silicone lens. Material and methods: The temperature distribution was measured at the various points of the body surface. The sonotherapy procedures were performed using 740 SonicatorŽ apparatus.. Thermovision images were recorded by means of P640 FLIR SystemŽ camera. First, the procedures with standard probe were performed, f=3,2 MHz, characterized by the surface area of 5 cm^ power density 0.5; 1 and 2 W/cm^ as well as the gap factor of 50% and 100% within the period of 3 minutes. On the other limb, the identical parameters were applied, and the procedure was carried out by means of probe equipped with the silicone lens. This procedure was terminated after 10 seconds, since the intense thermal reaction has appeared. The measurements were carried out within 3-minute intervals. The increase of temperature, surface, as well as the temperature distribution were measured by means of the thermovision recording. Results: The thermovision evaluation revealed the significant thermal effect of sonotherapy, with the gap factor of 100% and power density of 1 W/cm^; In case of the probe equipped with the lens, thermal effect was observed already by the power density of 0.5 W/cm^ and the gap factor of 50%. Conclusions: The application of the operational probe correlated with the silicone lens causes the powerful ultrasound wave focus and intense thermal effect, as well. The procedures characterized by power density below 1 W/cm^ and the gap factor of 50% do not cause the thermal effect.

Słowa kluczowe

PL

sonoterapia; badania termowizyjne

EN

ultrasonic wave therapy; thermovision examinations

• Czasopismo: Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 13, nr 3
• Strony: 218-220
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz.

Twórcy

autor

Łukowicz, M.

autor

Zając, A.

autor

Zalewski, P.

autor

Weber-Zimmermann, M.

autor

Ciechanowska, K.

• Katedra i Zakład Laseroterapii i Fizjoterapii, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, ul. M. Skłodowskiej-Curie 9, 85-094 Bydoszcz,

Bibliografia

• 1. J. Low, A. Reed: Electrotherapy Explained: Priciples and Practice, Oxford, England: Butterworth Heinemann; 2006.
• 2. J. Wu, A.J. Winkler, T.P. O'Neill: Effect of acoustic streaming on ultrasonic heating. Ultrasound Med Biol. 1994; 20: s. 195-201.
• 3. A. Vander, J. Sherman, D. Luciano: Human Physiology: The Mechanism of Body Function, Boston, Mass: WCB McGraw-Hill; 1998.
• 4. World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology. Conclusions and recommendations on thermal and non-thermal mechanisms for biological effects of ultrasound, WFUMB News. 1997; 4: s. 2-4.