chương 1, chương 2 sẽ tìm hiểu các hiệu ứng sinh học xảy ra khi sóng siêu âm tương tác với cơ thể sống. HVTH: NGUYEN SY SUU GVHD: TS. TRAN HY BINH 20 CHƯƠNG 2: TÁC DUNG CUA ONG IÊUÂM ÊN CƠ THẺ 2 T c dụng nhiệt Sóng siêu âm truyền đến các phần tử vật chất của môi trường sẽ làm các phần tử này dao động theo tan số sóng siêu âm truyền tới. Sự dao động của các phan tử vật chất phát sinh nhiệt do ma sát, năng lượng sóng siêu âm sẽ chuyền thành năng lượng nhiệt, Việc kiểm soát tốt lượng nhiệt gia tăng trong mô có thể giúp kiểm soát cơn đau, giảm co thắt cơ, tăng tính đàn hồi của mô mềm, tăng tuần hoàn máu, đây mạnh tốc độ trao d i chất và tăng tốc độ ch a lành mô.
Nh ng tác dụng này có được là do sự tăng nhiệt độ mô có ảnh hưởng đối với quá trình huyết động học, thần kinh cơ và trao đ ¡ chất. Khi chiếu chùm siêu âm lên mô sống, xảy ra 2 quá trình đồng thời: Quá trình 1: Quá trình tăng nhiệt độ mô do mô hấp thụ năng lượng siêu âm. Quá trình 2: Quá trình làm mát mô do tuần hoàn máu. Nếu quá trình 1 xảy ra nhanh hon quá trình 2, nhiệt độ mô sẽ tăng lên.
Điều này xảy ra khi sử dụng siêu âm liên tục ở cường độ đủ lớn, hoặc siêu âm xung cường độ đủ lớn và hệ số xung thấp. Siêu âm ứng dụng trong trường hợp này gọi là siêu âm mức nhiỆt. Nếu quá trình 2 xảy ra nhanh hon quá trình 1, nhiệt độ mô không tăng lên. Điều này xảy ra khi sử dụng siêu âm liên tục cường độ thấp, hoặc siêu âm xung cường độ thấp và hệ số xung cao.
Siêu âm ứng dụng trong trường hợp này gọi là siêu âm mức phi nhiệt, hay siêu âm phi nhiệt. Như vậy, siêu âm mức nhiệt và siêu âm liên tục không đồng nhất với nhau cũng như siêu âm phi nhiệt và siêu âm xung không đồng nhất với nhau. Ánh hưởng huyết ông học. Siêu âm mức nhiệt gây tăng nhiệt độ mô, do đó gây giãn mạch và tăng tốc độ lưu thông máu.
Sự tăng nhiệt gây ra giãn mạch bởi các cơ chế sau (hình 2.1): - Sự tăng nhiệt độ tác động đến các thụ cảm nhiệt dưới da. Khi các thụ cảm thể nhiệt bị kích thích, xảy ra 2 tác động tiếp theo. Một là, tác động (trực tiếp)tăng giải phóng bradykinin (một hormone peptide làm giãn các mạch mau ngoại vi và tang tính thắm mao mạch) và nito oxit. Các Nitơ oxit và bradykinin này sau đó kích thích giãn co trơn ở thành mạch gây giãn mạch cục bộ ở vùng này, nơi có sự gia tăng nhiệt độ.
Trong đó, nitơ oxit là chất hóa học trung gian chính trong tác động này. Hai là, tác động ức chế (gián tiếp) lên các sợi thần kinh giao cảm. Sự giảm hoạt động thần kinh giao cảm gây ra sự giảm co cơ trơn, dẫn đến giãn mạch ở các vị trí tăng nhiệt độ, cũng như trong các mach máu dưới da ở các vi trí xa hơn, gây nên giãn mach xa qua cơ chế thần kinh. Tác dụng giãn mach xa này có thé được dùng dé làm tăng lưu lượng máu ở nh ng vùng mà khó hoặc không an toàn khi chiếu siêu âm mức nhiệt trực tiếp.
Ví dụ, nễu một bệnh nhân có một vết loét trên chân là hậu quả của sự thiếu HVTH: NGUYEN SY SUU GVHD: TS. TRAN HY BINH 21 mau nuôi, siêu âm mức nhiệt có thé được su dụngở lưng dưới đê tăng tuân hoàn mau đền chân và do đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lành vêt thương.[2| - Sự tăng nhiệt độ làm tăng giải phóng cục bộ các chất trung gian hóa hoc của đáp ứng viêm như histamin, prostaglandin. Siêu âm ở tần số 3Mhz gây tăng nhiệt ở các mô nông, do đó dễ dàng tác động đến các thụ cảm thể nhiệt dưới da. Dòng máu trong các nhóm cơ sâu chủ yếu chịu ảnh hưởng bởi các yếu tô trao đ i chất nhiều hơn là bởi nh ng thay đ i trong hoạt động giao cảm và do đó siêu âm 3Mhz, gây tăng nhiệt ở các mô bề mặt, sẽ không làm tăng nhiệt độ ở hầu hết các cơ bắp sâu.
Trong trường hợp này, sử dụng siêu âm 1Mhz để làm nóng các mồ sâu sẽ đem lại hiệu quả điều trị khi mục tiêu của điều trị là làm tăng lưu lượng mau ở các nhóm cơ bắp nay. ‘4 Tang nhiệt do a Py, viêm | Thụ cảm nhiệt ở đa nh Ỷ Ỷ h —_ ". ¬ Trung gian thân Giải phóng: Giải phóng kinh ở sừng sau | | NO, bradykinin histamin. thuy song prostaglandin n ` = | Hoạt động Giãn cơ trơn | giao cam —{ Giãn mach } Coc é gây giãn mac do ta rệt 6[2] Giãn mach dưới da và tăng tuần hoàn máu xảy ra trong đáp ứng với sự tăng nhiệt độ mô dé bảo vệ cơ thé khỏi nóng quá mức vat n thương mô.
Tốc độ tuần hoản tăng sẽ tăng tốc độ làm mát băng đối lưu. Do đó, khi một vùng được làm nóng với siêu âm mức nhiệt, nó sẽ đồng thời được làm mát băng sự tuần hoàn máu, khi nhiệt độ vùng đó tăng, tốc độ tuần hoàn máu tăng để làm lạnh và giảm tác động của các tác nhân nhiệt lên nhiệt độ của mô, do đó làm giảm nguy cơ bị bỏng.2 Ánh hưởng thần inh cơ 2.1 Ánh hưởng ếntốc 6 dẫn truyền thần kinh HVTH: NGUYEN SY SUU GVHD: TS. TRAN HY BINH 22 Sự tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ dẫn truyền thần kinh và làm giảm độ trễ dẫn truyền |than kinh cảm giác và vận động. Tốc độ dẫn truyền thần kinh tăng 2m giây cho mỗi 1°C a, 8 do F) tang lên.
Mac dù ý nghĩa lâm sàng của nh ng hiệu ứng này chưa được hiểu rõ, nó có thể góp phân làm giảm cảm nhận đau hoặc cải thiện tuần hoàn tai mô có gia tăng nhiệt. Lưu ý răng, đối với các dây thần kinh ngoại vi bị mat myelin, néu duoc diéu tri bang siêu âm mức nhiệt, có thé bị cản trở dẫn truyền. Điều này xảy ra bởi vì sự tăng nhiệt làm rút ngắn thời gian mở kênh natri tai các nút Ranvier trong quá trình khử cực của tế bào thần kinh. Trong dây thần kinh bị mat myelin, d ng điện đến nút Ranvier ít hơn.
Nếu tăng nhiệt độ. thời gian mở kênh natri bị rút ngăn làm ngăn chặn các nút khử cực, dẫn đến cản trở dẫn truyền. Do đó siêu âm mức nhiệt nên được áp dụng một cách thận trọng cho bệnh nhân có dây thần kinh mat myelin như hội chứng ốngc_ tay và bệnh da xơ cứng.2Anh hưởng én sức mạnh của cơ Sức mạnh và khả năng kéo dài của cơ đã được chứng minh là có thay đ 1 khi chiếu siêu âm mức nhiệt. Sau khi sử dụng siêu âm mức nhiệt, trong 3 phút đầu, sức mạnh và kha năng kéo dài của cơ giảm.
Sau đó sức mạch của cơ sẽ dan dan được hồi phục và tăng lên cao hơn mức trước điều trị. Hai tiếng sau sử dụng siêu âm mức nhiệt, các giá trị này trở về mức bình thường. Sự thay đ ¡ về sức mạnh cơ gây ra bởi sự nhiệt độ mô chỉ là tạm thời, do đó siêu âm mức nhiệt không được sử dụng cho việc tăng sức mạnh của cơ. Tuy nhiên, quan trọng là phải nhận thức được nh ng ảnh hưởng của nhiệt độ lên sức mạnh của cơ bởi vì trong thực tế lâm sàng sức mạnh của cơ đang được sử dụng như là một thước đo sự hồi phục của bệnh nhân.
So sánh sức mạnh trước khi siêu âm mức nhiệt với sức mạnh sau siêu âm mức nhiệt có thể cung cấp thông tin sai lệch [2].3 Anh hưởng ến qu trình trao ối chất Siêu âm mức nhiệt làm tăng tốc độ phản ứng hóa học thu nhiệt, bao gồm cả tốc độ của các phản ứng sinh học enzyme. Gia tăng hoạt động enzym đã duoc quan sát thay trong các mô ở 39°C đến 43°C, với tốc độ phản ứng tăng khoảng 13% cho mỗi gia tăng nhiệt độ lên 1°C va tăng gấp đôi cho mỗi gia tăng nhiệt độ lên 10°C. Tốc độ hoạt động enzyme và trao đ i chất tiếp tục tăng lên đến nhiệt độ 45°C. Ngoài nhiệt độ này, các thành phan protein của enzyme bat đầu phân hủy và giảm ty lệ enzyme hoạt động, cham dứt hoàn toàn vào khoảng 50°.
Bat ky sự gia tăng nào trong hoạt động enzim sẽ dẫn đến sự gia tăng tốc độ các phản ứng sinh hóa của tế bào. Điều này có thé làm tăng hap thu oxy và tăng tốc độ lành mô nhưng cũng có thé làm tăng tốc độ của các quá trình phá hủy. Ví dụ, tăng nhiệt có thể đây nhanh việc ch a lành một vết thương mãn tính, tuy nhiên, nó cũng đã được chứng minh là làm tăng hoạt động của collagenase và do đó có thể thúc đây sự phá hủy của sụn khớp ở bệnh nhân viêm khớp dạng thấp. Vi vậy, liệu pháp nhiệt nên được dùng thận trọng ở nh ng bệnh nhân bị rối loạn viêm cấp tính.[2| HVTH: NGUYEN SY SUU GVHD: TS.
TRAN HY BINH 23 Tăng nhiệt độ mô cũng dịch chuyển đường cong phân ly oxi-hemoglobin sang bên phải (hình 2.2), cung cấp ôxy nhiều hơn dé sửa ch a mô, hemoglobin giải phóng oxy gấp đôi ở 41°C so với ở 36°C. Cùng với việc tăng tốc độ tuần hoàn máu và tăng tốc độ phản ứng enzym, việc tăng lượng oxy có sẵn sẽ đây mạnh quá trình lành mô. Độ bão hòa oxi-hemoglobin % 100 80 ~ 60 3 40 — 20 + 100 6 thị wong cong phân ly oxi-hemoglobin.4 Ánh hướng ến ngưỡng au Các ứng dụng của siêu âm mức nhiệt có thể gây tăng ngưỡng đau. Các cơ chế của hiệu ứng này bao gom giam dau truc tiép va ngay lap ttre bang cach kich hoat co chế c ng đau ở cột sống, va gián tiếp làm giảm đau kéo dài sau đó bằng cách giảm thiếu máu cục bộ, giảm co thắt cơ và tạo thuận lợi cho ch a lành mô.
Siêuâm mức nhiệt làm tăng hoạt động của bộ phận cảm nhiệt dưới da, có thé có hiệu ung oc ng đau giúp ức chế dẫn truyền cảm giác đau ở tủy sống. Sự kích thích của các bộ phận cảm nhận nhiệt cũng dẫn đến giãn mạch, như được mô tả ở trên, gây ra sự gia tăng lưu lượng máu và như vậy, có khả năng giảm đau do thiếu máu cục bộ. Sự tăng nhiệt làm giảm co thắt cơ, là nguyên nhân gây nén mạch máu dẫn tới thiéu máu cục bộ.