Πώς επιδρούν στο ανθρώπινο σώμα τα ηχητικά κύματα

0
4

Γράφει ο δρ Παναγιώτης Β. Τσακλής*

Ο ήχος είναι η αίσθηση που προκαλείται λόγω της διέγερσης των αισθητηρίων οργάνων της ακοής, παράγεται από ένα μέσο και οφείλεται στις μεταβολές πίεσης του ατμοσφαιρικού αέρα. Αυτές οι μεταβολές διαδίδονται με τη μορφή των ηχητικών κυμάτων. Ο ρόλος και η επίδραση των ηχητικών κυμάτων στον οργανισμό μας είναι διττός. Προσδίδουν αφενός το αισθητήριο αποτέλεσμα, ολοκληρώνοντας την επικοινωνία μας με τον συνάνθρωπο και την επαφή μας με το περιβάλλον και από την άλλη πλευρά, προσκρούουν στο σώμα μας, ταλαντώνοντας το κάθε μόριό μας με τη συχνότητα και το πλάτος που τα χαρακτηρίζει, αποδίδοντας στην περιοχή τη μηχανική τους ενέργεια.

Η ακοή που πραγματώνεται από τα ηχητικά κύματα είναι ένα βίωμα του ανθρώπου που άρχεται από την εμβρυϊκή του φάση, μέσα στην αμνιακή του κατάδυση. Στην πορεία, πολλαπλασιάζονται βιωματικά οι δυνατότητές του να επικοινωνεί αλλά και να αντιληφθεί μουσική και μελωδίες, οι οποίες όπως τόνισε εμφατικά ο Αρθούρος Σοπενχάουερ (1788-1860) θα τον βοηθήσουν διαισθητικά να λύσει τα μυστήρια του κόσμου και της ύπαρξής του.

Ο ήχος λοιπόν, δίνει την αίσθηση της ακοής στον άνθρωπο και τα ηχητικά κύματα που τον προκαλούν εμπίπτουν στο λεγόμενο ακουστικό φάσμα, με συχνότητα που κυμαίνεται από τα 50 έως τα 20.000 Hz. Κάτω από τα 50 Hz μιλάμε για υποήχους και άνω των 20.000 Hz για υπερήχους. Ταυτόχρονα, σε ολόκληρο το φάσμα τους, τα ακουστικά κύματα επιδρούν βιολογικά στους ιστούς του ανθρώπινου σώματος.

Θεραπεία μετά ήχων!

Στο Ιατρικό πεδίο χρησιμοποιούνται για θεραπευτικούς λόγους, κυρίως τρεις τύποι ακουστικών κυμάτων. Τα εξωσωματικά κρουστικά κύματα (ESWs), τα κύματα πίεσης (PWs), τα οποία εμπίπτουν επίσης στα κρουστικά και οι υπέρηχοι (US).

Τα εξωσωματικά κρουστικά κύματα (ESWs) είναι ακουστικά κύματα που χαρακτηρίζονται από υψηλές και απότομες τιμές πίεσης, απελευθερώνοντας μεγάλη μηχανική ενέργεια όπου αυτά εφαρμοστούν. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω ειδικών μηχανικών κεφαλών που συνθέτουν μεταλλικούς κοίλους φακούς, οι οποίοι καθώς παράγεται το ηχητικό κύμα το οδηγούν σε εστιασμένη σύγκλιση. Ιστορικά πρώτα, εφαρμόστηκαν στη δεκαετία του ’80 στη λιθοτριψία, όπου εμφάνισαν την ικανότητα να διασπούν τις σχηματισμένες πέτρες στα διάφορα σημεία του ουροποιητικού συστήματος. Πλέον, εφαρμόζονται με πολύ καλά αποτελέσματα και σε άλλα πεδία, όπως στην ορθοπαιδική, για τη γρηγορότερη πόρωση καταγμάτων, στην επούλωση των ελκών, στο διαβητικό πόδι κ.α.

Οι μελέτες μας έχουν αποδείξει τη θετική επίδραση των κρουστικών κυμάτων στην οστική ανάπλαση, αλλά και σε μαλακούς ιστούς, όπως το δέρμα, τη βελτίωση της μικροκυκλοφορίας με νεοαγγείωση, βελτίωση της τοπικής νευρικής λειτουργίας, αύξηση της πρωτεϊνοσύνθεσης και της γλοιοελαστικότητας των ιστών, αλλά και σημαντικές εφαρμογές στην Αισθητική Ιατρική. Ολα αυτά προκύπτουν από τη μηχανική επίδραση του κύματος το οποίο δονεί και ταυτόχρονα δημιουργεί ένα φαινόμενο «σπηλαιοποίησης και μικρο-εκρήξεων» φυσαλίδων αέρα και νερού μέσα στον ιστό (cavitation & microstreaming), προκαλώντας διέγερση των μηχανισμών ινοπλασίας και επούλωσης, με παράλληλη έκκληση αυξητικών παραγόντων στην περιοχή στόχο.

Η κατανομή της ενέργειας στην περιοχή που προσκρούουν τα κρουστικά κύματα, μπορεί να διαφέρει και αυτό έχει να κάνει με το εάν θα είναι εστιασμένα σε ένα σημείο ή θα καλύπτουν μεγαλύτερη περιοχή (ακτινικά), πράγμα που το ρυθμίζει η συσκευή παραγωγής τους. Εννοείται βέβαια, πως όσο πιο εστιασμένα τόσο μεγαλύτερη η ενέργεια που σωρεύεται στο σημείο. Ετσι, εξαρτάται ανάλογα το θεραπευτικό και βιολογικό αποτέλεσμα του κύματος στον ιστό.

Κύματα πίεσης

Τα κύματα πίεσης (PWs) έχουν ακριβώς τα ίδια μηχανικά χαρακτηριστικά, σε μικρότερες τιμές πίεσης και ενέργειας συγκριτικά με τα εξωσωματικά, λόγω του μηχανισμού παραγωγής τους και της ακτινικής τους δράσης. Το μηχάνημα δεν έχει φακούς εστίασης στην κεφαλή του, αλλά παράγει το κύμα μέσα από έναν μηχανισμό πρόσκρουσης δύο μεταλλικών στοιχείων μεταξύ τους, σαν έμβολο μέσα στην κεφαλή. Απελευθερώνουν όμως επαρκώς υψηλές τιμές ενέργειας, η οποία τα καθιστά ικανά για θεραπευτικές εφαρμογές σε μυοσκελετικές παθήσεις, όπως τενοντοπάθειες, θυλακοσυνδεσμικές παθήσεις, οστικά προβλήματα κ.ά.

Τόσο τα εξωσωματικά όσο και τα κύματα πίεσης, εμπίπτουν στο ακουστικό μας φάσμα, δηλαδή κατά την εφαρμογή τους τα ακούμε να παράγονται από το μηχάνημα και μάλιστα πολύ έντονα, σαν πυροβόλο όπλο. Για αυτόν τον λόγο, η επίκλησή τους από μερικούς επαγγελματίες ή ακόμα και κατασκευαστές, ως «Κρουστικοί Υπέρηχοι», είναι πλήρως λανθασμένη, μιας και οι υπέρηχοι όπως ειπώθηκε, είναι κύματα με συχνότητα άνω των 20.000 Hz, κατά συνέπεια εκτός ανθρώπινου ακουστικού φάσματος.

Θεραπευτικοί υπέρηχοι

Οι θεραπευτικοί υπέρηχοι (US) λοιπόν, εμπίπτουν και αυτοί στις εφαρμογές της Φυσικής θεραπείας και αποκατάστασης και εφαρμόζονται κύρια στα μυοσκελετικά σύνδρομα, για τον έλεγχο του πόνου, της φλεγμονής, αλλά και της βελτίωσης της τοπικής κυκλοφορίας και κινητικότητας. Διαφέρουν από τα κρουστικά κύματα, παρά τη φυσική τους σχέση, κύρια διότι το κύμα του υπερήχου δεν έχει τα χαρακτηριστικά της απότομης κορύφωσης της πίεσης που περιεγράφηκε πριν, αλλά χαρακτηρίζεται και προωθείται μέσω μιας περιοδικής (κυματοειδούς) κίνησης σαν εκκρεμές, με θετικές και αρνητικές τιμές. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της ηλεκτρικής διέγερσης ενός κρυστάλλου, συνήθως χαλαζία, ο οποίος βρίσκεται στην κεφαλή της συσκευής του υπερήχου και έχει την ικανότητα να δονείται σε μεταβλητές συχνότητες, όταν διεγείρεται από τον ηλεκτρισμό. Εισερχόμενο μέσα στο σώμα μας, στο σημείο εφαρμογής, το κάθε μόριο και το κάθε κύτταρό μας συντονίζεται στην ιδιοσυχνότητα αυτή και δονείται, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμότητας λόγω τριβής στην περιοχή. Παράλληλα, όπως και στα κρουστικά κύματα, έχουμε φαινόμενα «σπηλαιοποίησης και μικρο-εκρήξεων» που με τη σειρά τους υποστηρίζουν την ιστική ανάπλαση και ωρίμανση.

Και οι τρεις τύποι ακουστικών κυμάτων δείχνουν να επηρεάζουν και να προωθούν τις βιολογικές αποκρίσεις των διαφόρων ιστών στο σώμα μας. Αυτό εξαρτάται στον μέγιστο βαθμό από το πρωτόκολλο που θα εφαρμοστεί (ένταση, χρόνος, ενέργεια κ.ά.), την ανατομική περιοχή στόχο και τη φύση του ίδιου του ιστού. Εν τέλει, τα ακουστικά κύματα συνιστούν ένα χρήσιμο θεραπευτικό εργαλείο, με την προϋπόθεση ο θεραπευτής να γνωρίζει εξ ολοκλήρου τη χρήση, την επίδραση και τα προσδοκώμενα αποτελέσματα, ώστε να κάνει και τους απαραίτητους συνδυασμούς με άλλες θεραπευτικές τεχνικές, για το βέλτιστο και ασφαλές αποτέλεσμα.

*Ο κ. Παναγιώτης Β. Τσακλής είναι Καθηγητής, Εμβιομηχανική και Εργονομία ΤΕΦΑΑ – Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Res. Assoc. Department of Molecular Medicine and Surgery Karolinska Institute, Sweden

(ptsaklis@gmail.com)