Was ist ein therapeutischer Ultraschall?

Therapeutischer Ultraschall ist die Verwendung von hochfrequenten Schallwellen, die sich dem menschlichen Gehör entziehen, um medizinische Probleme zu behandeln. Es sollte von diagnostischem Ultraschall unterschieden werden, bei dem Ultraschall im medizinischen Kontext verwendet wird, um Gesundheitsprobleme zu identifizieren, indem Bilder des Körperinneren erstellt werden, und nicht als Behandlung an sich. Therapeutischer Ultraschall wird häufig in der Physiotherapie eingesetzt, um die Heilung zu beschleunigen und Schmerzen bei Patienten mit Verletzungen der Muskeln, Knochen oder des Bindegewebes zu lindern. Es kann auch für andere medizinische Zwecke verwendet werden, z. B. zur Zerstörung von Tumoren, zum Auflösen von Blockaden im Körper wie Nierensteinen und Blutgerinnseln und zur Unterstützung der Verabreichung von Arzneimitteln.

Ultraschall ist definiert als Schall mit einer Frequenz, die höher ist als die Obergrenze dessen, was das menschliche Ohr erfassen kann, was bei einem gesunden Erwachsenen etwa 20 Kilohertz (kHz) beträgt. Ultraschall, der von medizinischen Geräten erzeugt wird, kann weitaus höhere Frequenzen aufweisen und Tausende von Kilohertz erreichen. Wenn Schwingungen mit Ultraschallfrequenzen in den Körper des Patienten eindringen, wird ihre Energie vom Gewebe des Patienten absorbiert oder umgeleitet. Der Hauptvorteil von Ultraschall besteht darin, dass er nicht-invasiv tief in den Körper eindringen und im Inneren des Patienten Wirkungen hervorrufen kann, ohne dass eine Operation erforderlich ist.

Dies wirkt sich auf zwei Arten auf den Körper aus: thermisch und nicht-thermisch. Die thermischen Effekte des Ultraschalls treten auf, wenn die kinetische Energie der Ultraschallwellen vom Gewebe des Patienten absorbiert wird und Wärme erzeugt. Die nichtthermischen Effekte sind mechanische Effekte, die durch die Ultraschallwellen in dem Medium verursacht werden, das sie durchlaufen. Dies beinhaltet die rasche Expansion und Kontraktion von mikroskopischen Gasblasen in den Körperflüssigkeiten in und um die Zellen, einen als Kavitation bezeichneten Prozess und die Umleitung von Flüssigkeit, wenn diese Blasen umströmt werden, genannt akustisches Strömen.

Eine häufige Anwendung von therapeutischem Ultraschall ist die physikalische Therapie von Menschen mit Verletzungen. Dies ist besonders häufig bei der Behandlung von Patienten mit Bindegewebsverletzungen wie Sehnen und Bändern der Fall, obwohl es auch bei Muskel- und Skelettverletzungen angewendet werden kann. Die Wärme, die bei der Absorption der Vibrationen entsteht, stoppt Muskelkrämpfe und erhöht die Durchblutung des betroffenen Bereichs, wodurch Schmerzen gelindert und die Heilung gefördert werden. Während die Ultraschallwellen in den Körper eindringen und dort Wärme erzeugen, können ihre thermischen Effekte tiefer gehen als die Wärme, die wie bei einem Heizkissen auf die Oberfläche des Körpers aufgebracht wird, und können daher zur Behandlung tieferer Gewebe verwendet werden, auf die sonst kein Zugang möglich wäre . Kavitation kann auch Entzündungen und Schwellungen reduzieren.

Therapeutischer Ultraschall kann verwendet werden, um sowohl krebsartige als auch gutartige Tumoren zu zerstören. Hochintensiver fokussierter Ultraschall (HIFU) ist eine Form des therapeutischen Ultraschalls, bei dem intensive Ultraschallwellen sorgfältig auf einen kleinen Bereich fokussiert werden. Dies führt zu einem raschen Temperaturanstieg im betroffenen Gewebe, der die Tumorzellen tötet oder schwächt. Dies wird bei der Behandlung von Uterusmyomen, einer Art von nicht krebsartigem Tumor, der auf oder in der Gebärmutter wächst, und bei einigen Krebsarten, insbesondere bei Prostatakrebs, angewendet. Eine Krebsbehandlung mit HIFU erfolgt häufig in Kombination mit anderen Behandlungen, wie z. B. einer Chemotherapie, die wirksamer wird, wenn die Krebszellen bereits durch Hitze geschwächt oder geschädigt sind. Die Forschung mit dem HIFU ist im Gange und die Technologie wird derzeit auf ihren potenziellen therapeutischen Nutzen bei der Behandlung verschiedener Krebsarten hin untersucht.

Ultraschall kann verwendet werden, um die Wirksamkeit von Arzneimitteln zu unterstützen. Eine allgemein als akustische gezielte Arzneimittelabgabe bezeichnete Technik führt dies durch, indem eine Reihe von Ultraschallimpulsen in spezifischen Mustern an den Teil des Körpers angelegt wird, auf den die Arzneimittel einwirken sollen. Dies ermöglicht einen einfacheren Transport von Molekülen in oder durch den Zielbereich, was nützlich ist, da es einfacher ist, Medikamente auf einen bestimmten Bereich des Körpers abzuzielen, wodurch die Wirksamkeit erhöht und die Menge des benötigten Arzneimittels verringert wird. Dies ist besonders wünschenswert für Behandlungen mit Arzneimitteln, die signifikante negative Nebenwirkungen haben, wie z. B. Chemotherapie, und ein Großteil der auf diesem Gebiet durchgeführten Forschung konzentriert sich auf die Behandlung von Krebs. Hierbei handelt es sich normalerweise um Ultraschallwellen mit einer geringeren Leistung als bei hochintensivem fokussiertem Ultraschall, obwohl HIFU auch auf eine mögliche Verwendung zur Unterstützung der Arzneimittelabgabe hin untersucht wird.