Wissenswertes zur Wirkweise der Ultraschalltherapie

Die Behandlung mittels Ultraschall ist ein seit vielen Jahren in der Medizin etabliertes therapeutisches Verfahren, welches gerade aus der physikalischen und Rehabilitationsmedizin nicht mehr wegzudenken ist. Die korrekte Anwendung des Ultraschalls führt in vielen Fällen zu hervorragenden Behandlungsergebnissen. 

Bereits Ende des 19. Jahrhunderts waren mit der Entdeckung des piezoelektrischen Effektes durch die Brüder Jacques und Pierre Curie die Grundlagen für den therapeutischen Ultraschall erforscht worden. 1939 konnte an der Charité Berlin ein Ultraschallgerät erstmals erfolgreich zur Behandlung von Ischialgien, Plexusneuralgien und Arthroseschmerz angewendet werden. Seit den 1950er- Jahren gilt diese Therapieform als fixer Bestandteil in der Behandlung von Schmerzen im Bereich des Bewegungsapparates.

Physikalische Grundlagen

Als Ultraschall werden akustische Wellen oberhalb der menschlichen Wahrnehmungsgrenze, also mit einer Frequenz von mehreren Tausend Herz (= kHz), bezeichnet. Ultraschall breitet sich als longitudinale Kompressionswelle im menschlichen Gewebe aus. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwellen hängt von der Dichte des Mediums ab. Von großer Relevanz ist außerdem der Schallwellenwiderstand des Mediums, auch genannt akustische Impedanz.

Je höher die Dichte des Gewebes ist, umso höher ist also der Absorptionskoeffizient: So besitzt Knochen einen etwa 20- mal, Muskulatur einen ca. 2- bis 5-mal so hohen Absorptionskoeffizienten wie Fettgewebe. Je höher die Schallfrequenz, umso höher ist der Absorptionskoeffizient: Dieser ist bei 3MHz 3-mal so hoch wie bei 1MHz. Das bedeutet:

• hohe Dichte und hohe Schallfrequenz: geringe Eindringtiefe
• geringe Dichte und niedrige Schallfrequenz: hohe Eindringtiefe

Während einer therapeutischen Ultraschallanwendung kommt es gleichzeitig zu Reflexion und Absorption von Ultraschallwellen im Gewebe, während permanent neue Schallwellen von der Schall- quelle ausgesendet werden. Es treffen also auf bereits reflektierte Schallwellen im Körper neu hinzukommende Schallwellen. Den Effekt dieser miteinander im Gewebe interferierenden Schallwellen nennt man stehende Wellen.

Diese führen zu einer Erhöhung der Schallintensität im jeweiligen Anwendungsbereich, was wiederum im menschlichen Gewebe zu einem Anstieg der Mikrozirkulation führt. Dies fühlt man während der Behandlung, da sich die behandelnde Stelle leicht erwärmt. Die Entwicklung stehender Wellen sollte dabei vermieden werden. Dies erreicht man mittels Bewegung des Schallkopfs an der behandelnden Stelle.

Die Wirkweise

Die Ultraschalltherapie dient zur Aktivierung von Selbstheilungsprozessen durch Informationsübertragung an spezifische Zellstrukturen unter Nutzung von Ultraschallwellen verschiedener Frequenzen. Ultraschall wird zur lokalen Therapie eingesetzt. Die Wirkung des therapeutischen Ultraschalls beruht vor allem auf der Umwandlung des absorbierten Schalles in Wärme. Zudem wird ein Effekt durch mechanische Reaktionen, eine sogenannte Vibrationswirkung erzielt. Beide Effekte zusammen erzielen die wichtige Steigerung der Mikrozirkulation an der behandelnden Stelle.

Bisher nachgewiesene Effekte im Gewebe umfassen die Hyperthermie ebenso wie eine Steigerung des Stoffwechsels im Behandlungsareal, aber auch eine verbesserte Dehnbarkeit kollagener Fasern, eine vermehrte Zellaktivität sowie eine verbesserte Wundheilung aufgrund einer Proliferation von Fibroblasten. Außerdem ist die Kavitation bekannt: Hier handelt es sich um die Bildung von Gasbläschen im Gewebe mit konsekutiver Zellaktivierung. 

Eine umfangreiche und überdies äußerst hilfreiche Auflistung zahlreicher Studien zum Thema „therapeutischer Ultraschall“ inklusive der Anführung von einer sorgfältigen Evaluierung unterzogenen externen Evidenzen ist auf der Webseite „Orientierungshilfe physikalische Medizin und allgemeine Rehabilitation“ - www.orientierungshilfe-pmr.at - zu finden, welche als Konsens einer Arbeitsgruppe der Gesellschaft für Physikalische Medizin und Rehabilitation, ÖGPMR, zusammengestellt wurde.

Ultraschalltherapie wird im Frequenzbereich von 800 KHz bis 2,5 MHz eingesetzt. Aufgrund der Frequenzabhängigkeit der Eindringtiefe ist indiziert, oberflächliche Strukturen bis ca. 1cm Tiefe mit höheren Frequenzen bis 2,5 MHz und Strukturen ab 1cm Tiefe mit niedrigeren Frequenzen ab 800 KHz zu behandeln. 

Für ein Behandlung mit Ultraschall bedeutet dies: 

• Niedrige Dosierungen für kleine Gelenke, Zehen oder Finger, sowie oberflächliche
• Mittlere Dosierung für mittelgroße Gelenke wie Hand-, Fuß-, Schultergelenk, sowie der Muskulatur und eine
• Höhere Dosierung für große Gelenke wie die Hüfte

Studien zur Ultraschalltherapie 

Besonders gut geeignet ist Ultraschall bei Gelenkarthrosen der Schultern, Hüfte und Knie, aber auch bei Muskelverkürzungen und Verspannungen, bei Zerrungen und Quetschungen sowie bei abnützungsbedingten Wirbelsäulenleiden.

https://dr-wintzer.de/index.php/therapie/ultraschalltherapie

Ultraschal stellt ein neues Therapieverfahren mit einem breiten Anwendungsspektrum sowohl in der Dermatologie als auch in der ästhetischen Medizin dar.

https://link.springer.com/article/10.1007/s00105-015-3676-z

Durch die Anwendung von gepulstem Ultraschall kann die Knochenheilung beschleunigt werden. Die vorliegende Arbeit soll einen Überblick über die klinischen Anwendungsmöglichkeiten von niederenergetischem, gepulstem Ultraschall bei Störungen der knöchernen Regeneration und über die wissenschaftlichen Grundlagen zum Wirkmechanismus des Verfahrens geben. Dabei werden neben Erfahrungen aus der Literatur auch eigene experimentelle Resultate und klinische Behandlungsergebnisse mit berücksichtigt.

https://www.researchgate.net/publication/263727542

Therapeutischer Ultraschall zur Schmerzbehandlung bei chronischen Rücken- und Nackenschmerzen, z.B. bei Arthrose und Rheuma

Hier wurden zehn Studien ausgewertet. Die Studien berichten, dass therapeutischer Ultraschall eine signifikante Verbesserung der Schmerzintensität bei Arthrose und Rheumapatienten bewirkt. In jeder dieser zehn Studien erwies sich Ultraschall wirksamer als ein Placebo. In drei Studien zu Nackenschmerzen zeigte sich eine signifikante Schmerzlinderung durch Ultraschall. In sieben der Rückenschmerzen-Studien zeigte sich, dass der Einsatz von Ultraschall die Ursache für die statistisch signifikante Verbesserung der Schmerzintensität war.

https://academic.oup.com/painmedicine/article/21/7/1482/5288719

Durch den direkten Kontakt mit den Wellen bringt Ultraschall das Gewebe zum Vibrieren und erzeugt dadurch Wärme. Mithilfe dieses Prozesses kann die Ultraschalltherapie bei Arthrose Schmerzen lindern und die Regeneration der beschädigten Knorpelzellen durch verstärkte Durchblutung positiv beeinflussen.

Die Wirksamkeit von Ultraschall bei der Behandlung von chronischen Knieschmerzen

Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass Ultraschall ein sicheres und minimalinvasives Verfahren ist, das Schmerzen und Behinderungen bei Patienten mit schwerer Kniearthrose und vorheriger Knieendoprothese deutlich lindert.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30858350/

Fokussierter Ultraschall führt zu Stimulationseffekten auf das Blutflussvolumen der Finger und Zehen

Mit fokussiertem Ultraschall lässt sich das Gewebe der Finger und Zehen stimulieren. Das maximale Blutflussvolumen von Finger und Zehen war nach der Stimulation mit Ultraschall signifikant größer als vorher. Die maximale Temperatur der Hautoberfläche der Finger und Zehen fiel nach der Behandlung deutlich höher aus. Die Studienteilnehmer hatten nach der Ultraschallbehandlung ein stärkeres Wärmegefühl in den Zehen und Fingern.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31280256/

Ultraschall in der Therapie chronischer Wunden

An der Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie beim Universitätsklinikum Essen wurde Ultraschall und insbesondere niederfrequenter Leistungsultraschall zur Konditionierung chronischer Wunden unterschiedlicher Genese als eine innovative und effektive Therapiealternative etabliert. Insgesamt betrachtet bietet der Einsatz von Ultraschall eine interessante Therapieoption in der Wundbehandlung, die bislang noch wenig genutzt wird.

https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/pdf/10.1055/s-0028-1119683.pdf

Kosmetische Behandlung mit Ultraschall: Wissenswertes zu Wirkung und Anwendung

Ultraschall ist in der Kosmetik unverzichtbar. Dem Ultraschall liegen konkrete, bewiesene Wirkungsweisen zu Grunde, welche sich in direkter Form auf die kosmetische Behandlung

übertragen lassen. Es bestehen, wie sich aus diesem Artikel ergeben hat, viele mögliche Anwendungsgebiete und willkommene Synergieeffekte zu Cremes, um damit ein ganzheitliches Pflege- und Behandlungskonzept zu erzeugen.

https://www.meduni.com/kosmetische-behandlungen-mit-ultraschall-wissenswertes-zu-wirkung-und-anwendung/

Ultraschall gegen Bluthochdruck

In der Studie wurden Patienten mit Bluthochdruck, bei denen Medikamente keine ausreichende Wirkung zeigten, mit Ultraschall im Bereich der Nieren behandelt. Damit senkte sich der Blutdruck innerhalb weniger Monate erheblich. Im Vergleich zu einem Placebo-Verfahren senkte die Ultraschallbehandlung in der Nierengegend den Blutdruck nach zwei Monaten bei Patienten mit Hypertonie (Bluthochdruck), die gegen eine standardisierte Einnahme von drei blutdrucksenkenden Medikamenten resistent waren. Dies ist ein starkes Signal dafür, dass die Ultraschallbehandlung der Nieren bei Patienten mit dauerhaft hohem Bluthochdruck eine sinnvolle Ergänzung zur Zugabe weiterer blutdrucksenkender Medikamente sein kann.

https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(21)00788-1/fulltext

Die Wirksamkeit der Ultraschallbehandlung bei der Behandlung von Kniearthrose: eine randomisierte, placebokontrollierte Doppelblindstudie

In einer randomisierten, placebokontrollierten Doppelblindstudie wurde die Wirksamkeit der Ultraschalltherapie bei primärer Kniearthrose untersucht. Neunzig Patienten mit Kniearthrose wurden nach dem Zufallsprinzip in drei Gruppen eingeteilt: kontinuierlicher Ultraschall, gepulster Ultraschall und Placebo-Ultraschall. Alle Patienten erhielten ein Übungsprogramm für zu Hause. Die Wirksamkeit wurde anhand von Messungen des Bewegungsumfangs, der Schmerzskala, des Lequesne-Index für Kniearthrose und der Lebensqualität bewertet. Es wurde festgestellt, dass sowohl kontinuierlicher als auch gepulster Ultraschall signifikante Verbesserungen in Bezug auf Schmerzen, Funktion und Lebensqualität zeigten, während die Placebogruppe keine signifikanten Verbesserungen aufwies. Es wurde kein signifikanter Unterschied in Bezug auf die Wirksamkeit zwischen kontinuierlichem und gepulstem Ultraschall festgestellt. Die Ultraschalltherapie kann daher eine effektive Behandlungsoption für Patienten mit Kniearthrose sein.

https://medizin-heute-online.de/verbesserung-bei-arthrose-durch-ultraschall

Wirksamkeit von therapeutischem Ultraschall auf klinische Parameter und ultrasonographische Knorpeldicke bei Kniearthrose: Eine Doppelblind-Studie

Die Studie untersuchte die Wirksamkeit von therapeutischem Ultraschall (US) bei der Behandlung von Kniearthrose (OA). Es wurde eine randomisierte Studie mit 33 Patienten durchgeführt, die entweder eine kontinuierliche US-Behandlung oder ein Placebo (Schein-US) erhielten. Als primäres Ergebnis wurde der Schmerz bei Bewegung anhand einer visuellen Analogskala (VAS) gemessen. Zu den sekundären Ergebnissen gehörten WOMAC-Scores (Schmerz, Steifheit, körperliche Funktion und Gesamtscore) und Messungen der Knorpeldicke mittels bildgebender US. In beiden Gruppen gingen die Knieschmerzen nach dem Eingriff zurück, wobei sich die VAS-Messungen signifikant verbesserten. Die Behandlungsgruppe zeigte auch signifikante Verbesserungen bei den WOMAC-Werten im Vergleich zur Placebogruppe. Die Messung der Knorpeldicke veränderte sich jedoch in beiden Gruppen nach dem Eingriff nicht. 

https://medizin-heute-online.de/studie-zur-ultraschallbehandlung