Diese Illustration stellt die Schallabstrahlung eines Ultraschallwandlers (Schallkopfes) dar.
Ultraschall ist eine mechanische Welle mit Frequenzen oberhalb des bewusst wahrnehmbaren Hörbereichs für Luftschall von etwa 16 Hz bis 16 kHz, die in ihrer Ausbreitung an ein elastisches Medium gebunden ist. Dadurch unterscheidet sich Ultraschall wesentlich von therapeutischen Verfahren auf der Grundlage von elektromagnetischen Wellen und Magnetfeldern, wie z. B. der Kurzwellentherapie oder der Magnetfeldtherapie. Die therapeutischen Effekte des Ultraschalls im Gewebe werden durch die thermische und mechanische Wirkungskomponente beschrieben. In welchem Grad und Verhältnis diese beiden Komponenten wirksam werden, ist abhängig von der Wahl der Schallkenngrößen, insbesondere der Ultraschallfrequenz.
Es hat sich gezeigt, dass bei muskuloskelettalen Krankheitsbildern der mechanischen Wirkungskomponente für die Schmerztherapie die größere Bedeutung zukommt. Insbesondere der größeren Teilchenauslenkung und kleineren Teilchenbeschleunigung werden beim niederfrequenten Ultraschall (20 bis 120 kHz) die besonderen stimulativen Effekte zugeschrieben. Auch ist die Ausbreitung und Verteilung der Ultraschallenergie im Gewebe durch Teilcheninteraktion größer und gleichmäßiger.
Neben der direkten mechanischen Einwirkung auf das Gewebe durch Druck und Teilchenbewegung, wird die mechanische Wirkungskomponente zusätzlich von ausgelösten Sekundäreffekten, wie Kavitation, Mikroströmungen und elektrischen Phänomenen, bestimmt. Für die Ausbildung und Wirkungsumsetzung der mechanischen Effekte muss ein ausreichend großes Zeitfenster für die Druck- und Dekompressionsphasen bestehen. Die mechanischen Wirkungen werden häufig auch mit dem Begriff der „Mikromassage“ beschrieben.
Bei subaqualer Anwendung kommen bei ausreichender Ultraschallintensität durch den Kavitationseffekt im Wasser noch mechanische Wirkungen auf die Gewebeoberfläche und Mikroorganismen hinzu. Diese zusätzlichen Effekte werden vorteilhaft für die Wundtherapie genutzt.
Die thermische Wirkungskomponente im Gewebe ist deutlich geringer als bei hochfrequentem Ultraschall (800 kHz bis 4 MHz). Gefährliche lokale Überhitzungen, z. B. an der Knochenhaut, werden bei korrekter Applikation sicher vermieden. Fallabhängig kann deshalb auch in Reizphasen behandelt werden. Verfahrensbedingt kommt es nur zu einer oberflächlichen Hauterwärmung.
Physikalische Eigenschaften
Niederfrequenter Ultraschall hat gegenüber dem hochfrequenten Ultraschall
• eine geringere Absorption im Gewebe
• eine größere physikalische Eindringtiefe in das Gewebe
• stärkere Teilchenauslenkungen
• eine deutlich bessere Schalldurchdringung und -leitung im Knochen
• größere kinetische Effekte
• ein nahezu homogenes Nahfeld und stark divergentes Fernfeld
• eine sehr geringe Ausbildungswahrscheinlichkeit von stehenden Wellen
Therapievorteile von niederfrequentem Ultraschall
Gegenüber dem hochfrequenten Ultraschall sind verschiedene physiologische Wirkungen deutlich stärker ausgeprägt, wie die Erhöhung der Mikrozirkulation und die eutonisierende Wirkung auf die Muskulatur. Vorteilhaft ist auch der Effekt der bis mehrere Stunden anhaltenden Erhöhung der Hautpermeabilität. Topisch applizierte hydro- und lipophile Medikamente können so leichter und schneller in das Gewebe gelangen und so in ihrer Wirkung unterstützt werden.
1. Eine analgetische Sofort- und/oder Kurzzeitwirkung
2. Ein früherer Wirkungseinsatz bei serieller Anwendung
3. Eine länger anhaltende Wirkung nach Behandlungsabschluss
4. Hohe Patientensicherheit
In der Literaturliste sind die wichtigsten Publikationen zur therapeutischen Anwendung von niederfrequentem Ultraschall aufgeführt. Die Grundlagen sind ausführlich in der Dokumentation zu den niederfrequenten Ultraschall-Therapiegeräten beschrieben.