Ultraschall

Was ist Ultraschall?

UltraschallUltraschall beschreibt ein Frequenzspektrum jenseits der menschlichen Wahrnehmung im Bereich ab etwa 16 KHZ (Kilohertz) – 1.6 GHZ (Gigahertz). Ultraschallwellen benötigen immer ein Medium, um sich ausbreiten zu können. Hierbei kann es sich um Luft, Wasser oder andere Festkörper/Flüssigkeiten handeln. Grundsätzlich breitet sich Ultraschall mit einer sogenannten Längswelle (Longitudinalwelle) aus.

Der Übergang von Luftschall in Festkörper kann nur dann erfolgen, wenn die Schallwelle in unmittelbarer Nähe abgestrahlt wird und ein Ankopplungsmedium mit einer bestimmten Dichte und angepassten akustischen Eigenschaften dazwischen liegt. Je nach Eigenschaft wird der Ultraschall an einem Hindernis entweder reflektiert, in ihm absorbiert oder er tritt einfach durch das Hindernis hindurch (Transmission). Wie bei allen Wellenarten tritt auch bei Ultraschall Brechung, Beugung und Interferenz auf. Grundsätzlich wird Ultraschall in einem geschlossenen feuchten Milieu sehr gut übertragen. Die jeweilige Eindringtiefe des Ultraschalls hängt in erster Linie von der verwendeten Frequenz und auch von der Amplitude (Stärke des Signals) ab. Beim Ultraschall gilt: Je niedriger die verwendete Frequenz, umso tiefer dringt die Schallwelle in das Gewebe ein. Im Gedankenzeitalter von „Schneller, Höher, Weiter“ eine durchaus erstaunliche Begebenheit. Für den medizinischen und kosmetischen Einsatz werden grundsätzlich zwei verschiedene Möglichkeiten für einen Ultraschalleinsatz gewählt und unterschieden:

  1. Dauerschall: In diesem Falle wird der Schall mit einer bestimmten Frequenz und  Amplitude (Stärke des Signals) kontinuierlich erzeugt und abgegeben.
  2. Impulsschall: Hier erfolgt die Abgabe einer bestimmten Frequenz und Amplitude mit definierten Pausen.

Der Dauerschall hat gegenüber dem Impulsschall den Vorteil, dass hier in jedem Falle eine Wärmereaktion stattfindet. Bei sehr hohen Amplituden ist jedoch Vorsicht geboten - wenn der Ultraschallkopf zu lange an einer Gewebsstelle verharrt, kann es zu sogenannten „Hotspots“ (starke Erwärmungen bis hin zu Hitzeentwicklung) kommen.

 

Einsatzgebiete von Ultraschall in den Bereichen Medizin und Kosmetik

Diagnostik:
Dieses Einsatzgebiet darf als das wohl bekannteste und am weitesten verbreitete Verfahren genannt werden. Das erste „Durchschallungsbild“ eines menschlichen Schädels wurde bereits im Jahre 1942  vom Neurologen K.-T. Dussik aus Wien/Österreich mittles „Hyperphonografie (publiziert in der Zeitschrift für Neurologische Psychiatrie 1942) erstellt. Ende der 50er Jahre erlangte das anfangs mit Skepsis betrachtete Diagnoseverfahren eine weitgehende Akzeptanz in der klinischen Anwendung. Pionier in der Entwicklung und Fertigung von Systemen für die medizinische Anwendung war und ist auch heute noch der deutsche Siemens-Konzern. Mit Zunahme der Rechnerleistungen und Optimierung der Abtastverfahren kann man heutzutage bereits drei- und vierdimensionale Bilder für eine bessere Differenzialdiagnostik mit Ultraschalltechnologie erstellen (Spatial Compounding und Frequency Compounding). Die Ultraschalldiagnostik gilt als hochentwickeltes, zuverlässiges, schonendes, sicheres und nicht mehr wegzudenkendes Diagnoseverfahren in der klassischen Medizin.

 

Therapeutik:
Der therapeutische Einsatz von Ultraschall beruht grundsätzlich auf 3 unterschiedlichen Wirkparametern:
dem thermischen Effekt - hier wird mittels Ultraschall die kinetische Energie des Schalls innerhalb von Gewebe in Wärme umgewandelt (molekulare Kollusion). Um diesen Effekt zu erzeugen, verwendet man kontinuierliche Ultraschallwellen. Beim sogenannten mechanischen Effekt bewirken die Schallwellen eine Vibration im Gewebe, die zu einer sogenannten Mikromassage führen. In der physikalischen Medizin verwendet man hier auch gepulste Schallwellen, der Wärmeffekt bleibt hierbei aus. Der 3. Bereich ist die sogenannte Sonophorese (auch Phonophorese). Hier nutzt man die Eigenschaften des Ultraschalls für den transkutanen (unter die Haut gehenden) Transport von Wirkstoffen. Ultraschall bewirkt eine Optimierung der Durchlässigkeitseigenschaften von Gewebestrukturen und transportiert somit Wirkstoffe in tiefere Regionen des Organismus, die so gezielt anderweitig nicht erreicht werden können. In der Zahnmedizin nutzt man den Ultraschall seit geraumer Zeit für eine schonende Reinigung der Zähne. Zusätzliche Einsatzgebiete in der Medizin finden sich in den Bereichen Augenchirurgie, Trennung und Schweissen von Gewebe und Knochen, Tumortherapie, Reinigung von Gewebe, Keimabtötung und zur Biostimulation auf zellulärer Ebene. Ganz aktuell wurde im Jahre 2009 in der Schweiz (Universitätsspital Zürich) die ersten, nicht invasiven Hirnoperationen mittels Transkranieller-Hochenergetischer-Ultraschalltechnologie unter Beobachtung mit einem Magent-Resonanz-Tomographen erfolgreich durchgeführt.

 

Kosmetik:

Die Anfänge der Nutzung für den kosmetischen Einsatz von Ultraschall resultieren aus der physikalischen Medizin. Erstaunlicherweise wurde festgestellt, dass sich Hautpartien, die mit einem therapeutischen Ultraschallsystem appliziert wurden (z.B. für Muskelrelaxierung), optisch verbessert zeigten. Die Haut wurde straffer und elastischer, Hautunreinheiten verschwanden. Bei genauer Betrachtung der grundsätzlichen Wirkparameter von Ultraschallfrequenzen liegen diese Beobachtungen jedoch auf der Hand. Es wurde demnach begonnen, mit diversen Frequenzen innerhalb des Ultraschallspektrums und gewissen Dosierungen zu experimentieren. 1989 wurde in Deutschland das erste Ultraschallgerät für den kosmetischen Einsatz vorgestellt. Es war damals sehr viel Überzeugungsarbeit notwendig, um die bisher unbekannte Methode in Kosmetikinstituten zu etablieren. Verwendet werden bis heute 2 unterschiedliche Frequenzsysteme, 1 MHZ und 3 MHZ. Während 3-MHZ-Systeme lediglich die Epidermis (Oberhaut) erreichen, durchdringen 1-MHZ-Systeme alle Hautschichten bis hin zum Bindegewebe und gelten bis heute als „State of the Art“. Die angewandte optimale und zugleich immer noch sichere Intensität des Schalls (gemessen in Watt/cm2) wurde nach unzähligen Versuchen und Forschungsarbeiten mit 0,5 – 1Watt/ cm2 berechnet. Die perfekte Kombination von kontrollierter Eindringtiefe und optimaler Intensität bei einer gleichzeitig einfachen, sicheren und nebenwirkungsfreien Bedienung galten als Geburtstunde für die kosmetische Ultraschallbehandlung in der Heimanwendung. Es war nun möglich, kompakte Geräte für die tägliche Nutzung zuhause herzustellen. Im Jahre 2003 entwickelte MediConsult den ersten „SkinDream“ und erreichte sofort eine breite Akzeptanz sowohl in Kosmetikbetrieben als auch und vor allem in der Heimanwendung. 2009 wurde der SkinDream TITANIUM weltweit präsentiert. Das erste und bisher einzige kosmetische Ultraschallsystem für die Heimanwendung mit einem handgefertigten Titan-Schallkopf.

 

Wirkparameter des kosmetischen Ultraschalls auf und in der Haut:

Thermische Wirkung

Die Erwärmung des Hautgewebes führt zu einer besseren Durchblutung und somit zu einem sofortigen Anstieg der Stoffwechselaktivitäten, die Zellregenerierung wird beschleunigt.

Mechanische Wirkung

Die Frequenz des angewandten Ultraschalls regt das Gewebe zu schnellen Schwingungen um Ihre Ruhelage an. Es kommt dadurch zu periodischen Verdichtungen und Verdünnungen der Masseteilchen. Bei einer optimalen Dosierung (0,5-1 Watt/cm2) und bei richtiger Frequenz (1 MHZ) ergibt sich ein sogenannter Mikromassageeffekt auf das applizierte Gewebe. Der Entschlackungsprozess und Lymphabfluss innerhalb der Hautschichten wird unmittelbar gefördert, der Diffusionsprozess im Gewebe wird beschleunigt.

Kombination von thermischer und mechanischer Wirkung

Durch die Kombination der beiden Wirkparameter wird der ph-Wert der Haut in die alkalische Richtung verschoben. Dies führt zu einer Stimulation von Kollagen und Elastin, die Spannkraft und Revitalisierung der Haut setzt ein.

Sonophorese

Dieses Phänomen beschreibt die Eigenschaft von kosmetischem Ultraschall, Mikrowirkstoffe in die Hautschichten „einzuschleusen“. Im Gegensatz zur Iontophorese (Einschleusen von Arzneien und Medikamenten mit Hilfe von elektrischen Strömen/Ionisierung) werden bei der Sonophorese die Mikrowirkstoffe nicht direkt über den Ultraschall in die Haut bewegt. Die Mikromassage verursacht lediglich die schon beschriebene „Türöffnung“ und Reinigung der Zellzwischenräume in der Haut und sorgt somit für eine Verbesserung der Permeabilität (Durchlässigkeit). Durch diese dringen die Wirkstoffe in Verbindung mit dem aktiveren Stoffwechsel in die tieferen Hautschichten ein. Die effektive Einschleusung von Biomolekülen und nichtionisierten Wirkstoffen in die Haut ist ausschliesslich mit einem kosmetischen Ultraschall möglich. Lasersysteme sowie Geräte, die auf dem Prinzip der Iontophorese (Galvaniksysteme) aufbauen, sind nicht in der Lage, diese extrem wichtige Funktion für eine lang anhaltende und effektive Hautregeneration zu gewährleisten.

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