治療用超音波とは何ですか？

治療用超音波は、医学的問題を治療するために人間の聴覚の範囲を超える高周波音波の使用です。 超音波は、それ自体が治療としてではなく、体内の画像を生成することによって健康上の問題を識別するために医療の文脈で使用される診断超音波とは区別されるべきです。 治療用超音波は、筋肉、骨、または結合組織の損傷を有する患者の治癒を早め、痛みを軽減するために、理学療法で頻繁に使用されます。 また、腫瘍の破壊、腎臓結石や血栓などの体内の閉塞の破壊、薬物投与の補助など、他の医療目的にも使用できます。

超音波は、人間の耳が検出できる上限、つまり健康な成人では約20キロヘルツ（kHz）よりも高い周波数の音として定義されています。 医療機器で生成される超音波は、はるかに高い周波数を持ち、数千キロヘルツに達することがあります。 超音波周波数の振動が患者の体内に入ると、そのエネルギーは患者の組織によって吸収または再指向されます。 超音波の主な利点は、手術を必要とせずに非侵襲的に体内深く浸透し、患者の体内に影響を与えることができることです。

これは、熱と非熱の2つの方法で身体に影響を与えます。 超音波の熱効果は、超音波からの運動エネルギーが患者の組織に吸収され、熱を発生するときに発生します。 非熱効果は、通過する媒体内の超音波によって引き起こされる機械的効果です。 これらは、細胞内および細胞周囲の体液中の微細な気泡の急速な膨張と収縮、キャビテーションと呼ばれるプロセス、およびこれらの気泡の周りを流れる流体の方向転換を引き起こすことを伴います。

超音波治療の一般的な用途は、怪我のある人の理学療法です。 これは、筋肉や骨格の損傷にも使用できますが、腱や靭帯などの結合組織の損傷のある患者の治療に特に一般的です。 振動が吸収されるときに発生する熱は、筋肉のけいれんを止め、患部への血流を増加させ、痛みを軽減し、治癒を促進します。 超音波が体内に浸透して体内で熱を発生させると、その熱効果は加熱パッドのように体の表面に加えられた熱よりも深く達する可能性があるため、他の方法ではアクセスできない深部組織の治療に使用できます。 キャビテーションは、炎症と腫れも減らすことができます。

治療用超音波は、がん性腫瘍と良性腫瘍の両方を破壊するために使用できます。 高強度集束超音波（HIFU）は治療用超音波の一種であり、強い超音波が狭い領域に注意深く集束され、影響を受けた組織の温度が急激に上昇し、腫瘍細胞を殺すか弱めます。 これは、子宮内または子宮内で成長する非がん性腫瘍の一種である子宮筋腫の治療に使用され、一部のがん、特に前立腺がんに使用されます。 HIFUによるがん治療は、化学療法などの他の治療と組み合わせて行われることが多く、がん性細胞がすでに熱によって弱くなったり損傷したりした場合に、より効果的になります。 HIFUとの研究が進行中であり、この技術は現在、さまざまな種類の癌を治療する潜在的な治療的価値について研究されています。

超音波は、薬の有効性を支援するために使用できます。 一般的に音響標的薬物送達と呼ばれる技術は、特定のパターンの一連の超音波パルスを、薬物が作用することを意図している身体の部分に適用することによりこれを行います。 これにより、標的領域内または標的領域を介して分子をより簡単に輸送できます。これは、身体の特定の領域に薬物を標的化しやすくし、有効性を高め、必要な薬物の量を減らすため便利です。 これは、化学療法などの重大な負の副作用がある薬物による治療に特に望ましく、この分野で行われた研究の多くはがんの治療に焦点を当てています。 これには通常、高強度の集束超音波で生成されるものよりも低い出力レベルの超音波が含まれますが、HIFUは薬物送達を支援する可能性のある用途についても研究されています。