Закрыть
Вход
youtube Telegram Vkontakte
youtube telegram vkontakte

Сфокусированный ультразвук в косметологии: теория и практика

17.02.2022
6030
6 мин на прочтение
Смитнева Анна Сергеевна
Фокусированный ультразвук используется в разных областях медицины уже более 50 лет. В эстетической медицине технология стала применяться с 2009 года и наиболее полно нашла отражение в определении «фракционный неабляционный неселективный термолиз».

Высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук (HIFU) – физический фактор, лежащий в основе метода локального воздействия на глубоко расположенные ткани организма человека.

История развития метода началась в СССР с разработок выдающихся советских акустиков: профессора Л. Д. Розенберга, его ближайшего соратника доктора физико-математических наук М. Г. Сиротюка.

Л. Д. Розенберг в то время возглавлял в Акустическом институте АН СССР Отдел ультразвука. Одним из основных научных интересов Лазаря Давидовича было исследование фокусирования звука и ультразвука. Известны его работы в этой области: монография «Звуковые фокусирующие системы» (М., 1949), глава «Фокусирующие излучатели ультразвука» в книге «Физика и техника мощного ультразвука. Источники мощного ультразвука» (М., 1967), а также многочисленные статьи. Мстислав Григорьевич участвовал в создании мощных фокусирующих ультразвуковых систем и исследовании воздействия последних на жидкие, твердые и газообразные среды. Наиболее значительные его научные работы были посвящены исследованию акустической кавитации1, 3.

Среди наиболее перспективных областей использования ультразвуковых фокусирующих систем оба исследователя видели медицину.

В начале 1970-х годов Акустический институт вместе с ведущими медицинскими учреждениями страны начинает комплексные научные работы по исследованию возможностей фокусированного ультразвука в различных областях медицины и физиологии. Многие результаты были получены в те годы впервые. В 1988 году Американский институт ультразвука в медицине совместно с Всемирной федерацией ультразвука в медицине наградили одного из учеников Розенберга Л. Р. Гаврилова сертификатом «За пионерские достижения в истории медицинского ультразвука»1, 3.

В настоящее время исследованиями возможностей применения фокусированного ультразвука высоких интенсивностей в медицине занимаются в мире десятки лабораторий, а число публикаций по этой тематике составляет несколько тысяч.

В 2001 году основано Международное общество по терапевтическому ультразвуку (International Society on Therapeutic Ultrasound, ISTU), которое объединило специалистов в этой области.

Биологическое действие высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука (ВИФУЗ)

Одним из наиболее важных эффектов, определяющих биологическое действие ВИФУЗ в медицине, является тепловой. Он обусловлен поглощением ультразвуковой энергии в тканях организма и преобразованием ее в тепло. Акустическая интенсивность вблизи излучающего преобразователя достаточно низкая (ткани не повреждаются), в то время как в фокальной области интенсивность ультразвука больше, что дает возможность неинвазивного локального термического повреждения ткани (нагрев за счет поглощения волны достаточен для теплового разрушения белков) (рис. 1). Варьируя параметры ультразвукового воздействия (интенсивность, длительность воздействия), можно вызвать в фокальной области требуемый биологический эффект. Размер фокальной области сравним с длиной волны ультразвука и составляет доли миллиметра на частотах мегагерцового диапазона.

Схема высокоинтенсивного ультразвукового воздействия на биологические ткани
Рис. 1. Схема высокоинтенсивного ультразвукового воздействия на биологические ткани. Пучок интенсивного фокусированного ультразвука используется для локального термического разрушения участка ткани без повреждения окружающих структур. Акустическая энергия, излучаемая ультразвуковым преобразователем, концентрируется в фокальной области, имеющей крайне малый объем1,13, 15

Также факторами, влияющими на биологическое действие ВИФУЗ, являются механические эффекты.

Последние происходят при возникновении в биологической среде, облучаемой ультразвуком, явления кавитации. Под кавитацией понимают образование и активность (в том числе «захлопывание») газовых или паровых пузырьков (полостей). Данное явление может нести «взрывной» характер, что и возникает при возникновении в тканях инерционной кавитации. Последняя характеризуется возникновением неустойчивых пузырьков (пузырек с начальным небольшим радиусом «вырастает» и захлопывается, в ряде случаев с выделением большей энергии, что коррелирует с давлением). Было установлено, что на частотах 1–2 МГц давление при захлопывании пузырьков в тысячи раз больше давления, способствующего их возникновению. Такие процессы сопровождаются в том числе образованием свободных радикалов. На более же высоких частотах (4–10 МГц) разница между данными вариантами давления незначительная, соответственно дополнительное (свободнорадикальное) воздействие на ткань минимально1, 2, 3, 11.

При использовании ультразвука все параметры (интенсивность, смещение, колебательная скорость, звуковое давление, ускорение) связаны между собой. Поэтому повышение интенсивности ультразвука при фиксированной частоте приводит к увеличению значений сразу всех параметров.

Воздействие высокоинтенсивного фокусированного ультразвука на мягкие ткани имеет свои особенности, определившие возможность его использования в эстетической медицине, – затухание ультразвука в мягких тканях относительно невелико. Это позволяет сфокусировать энергию в глубоко расположенных участках, не оказывая существенного влияния на ткани по пути прохождения ультразвука до фокальной области.

Исследованиям процессов затухания в мягких тканях посвящены работы О, Брайена12, команд К. А. Дамианоу6, Л.Р . Кларка14.

Применение высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука в косметологии

За время применения технологии в косметологии за ней закрепилось определение – безоперационный SMAS-лифтинг. Часто понимание ее сводится к воздействию именно на мышечно-апоневротическую структуру лица и к ультразвуковому липолизу (если речь идет о воздействии на «жировые ловушки»). Тем не менее целевыми тканями-мишенями высокоинтенсивного ультразвука являются практически все задействованные в эстетической коррекции слои (таблица 1).

Таблица 1. Ткани-мишени и оказываемое на них воздействие посредством высокоинтенсивного ультразвука

Ткани-мишени Воздействие
Мышечно-апоневротический слой (SMAS) Фракционная коагуляция
Гиподерма Фракционный липолиз – адипоцитолиз (механизм – некроз)
Дерма (сетчатый слой) Фракционный термолиз (фракционное воздействие)

При этом контролируемое повреждение можно расположить на разных уровнях (на разной глубине) и «обработать» мягкие ткани послойно за одну процедуру, чтобы получить «объемный» результат: компактизация и «перемещение» тканей (за счет сокращения их площади и объема), уменьшение объемов локальных жировых отложений. При этом не оказывается влияние на поверхностные структуры, не происходит нарушения целостности кожного покрова.

Клинические примеры

Коррекция возрастных изменений при смешанном морфотипе старения (с преобладанием отечного/деформационного компонента) требует комплексного подхода. Суть его заключается в воздействии на все измененные анатомические структуры (связочный аппарата, жировые пакеты, дерма, эпидермис). С этой целью применяются инъекционные, аппаратные, мануальные методики и/или их комбинации.

Пациент 1

Пациентка, 65 лет, смешанный морфотип старения с преобладанием деформационных изменений.

Цель использования метода HIFU-терапии: компактизация тканей лица, уменьшение объемов и площади обработанных областей.

Протокол: лицо полностью, включая подчелюстную область.

...
До
...
Через 6 месяцев после

Пациент 2

Пациентка, 31 год, пастозный морфотип, склонность к «разрыхлению» тканей и потере четкости черт лица.

Цель использования метода HIFU терапии: компактизация тканей лица, уменьшение объемов и уплотнение тканей обработанных областей – черты лица приобрели утонченность.

Протокол: лицо полностью, включая подчелюстную область.

...
До
...
Через 3 месяца после

Пациент 3

Пациентка, 38 лет, усталый морфотип.

Цель использования метода HIFU терапии: компактизация и перемещение тканей лица, уменьшение объемов и площади обработанных областей.

Протокол: лицо полностью, включая подчелюстную область.

...
До
...
Через 3 месяца после

Выводы

В настоящее время возникла необходимость смены парадигмы восприятия определения технологии воздействия высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука, используемого в косметологии.

Речь идет о сложившейся стереотипной модели понимания технологии HIFU как о SMAS-лифтинге. Такое определение некорректно относительно возможности метода, так как не раскрывает полностью суть технологии и, соответственно, возможности действия.

Накопленный опыт применения технологии HIFU в косметологии позволяет обоснованно сменить существующее восприятие метода на оптимальное, позволяющее в полной мере описать суть технологии. Таким образом, возможен переход определения от SMAS-лифтинга к фракционному неабляционному неселективному термолизу.

Источники:

  1. Гаврилов Л. Р. Фокусированный ультразвук высокой интенсивности в медицине. М., 2013.
  2. Перник А. Д. Проблемы кавитации. Л., 1966.
  3. Сиротюк М. Г. Акустическая кавитация. М., 2008.
  4. тер Хаар Г. Биофизика ультразвуковых эффектов // Применение ультразвука в медицине. Физические основы / под ред. К. Хилла. М., 1989. С. 433–496.
  5. Apfel R.E. (1999) Sonic Effervescence: A Tutorial on Acoustic Cavitation. In: Crum L.A., Mason T.J., Reisse J.L., Suslick K.S. (eds) Sonochemistry and Sonoluminescence. NATO ASI Series (Series C: Mathematical and Physical Sciences), vol 524. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-015-9215-4_1.
  6. Damianou CA, Sanghvi NT, Fry FJ, Maass-Moreno R. Dependence of ultrasonic attenuation and absorption in dog soft tissues on temperature and thermal dose. J Acoust Soc Am. 1997 Jul;102(1):628-34. doi: 10.1121/1.419737.
  7. Dunn F. Ultrasonic attenuation, absorption and velocity in tissues and organs. Nat. Bur. Stand. Spec. Publ. 1976;453:21-28.
  8. Dunn F. Ultrasonic characterization of biological tissues. Proc. 4th World Congr. on Ultrasonic in Medicine. Miyazaki (Japan). 1979;1-5:3.
  9. Fry F. J. Biological effects of ultrasound: A review. Proc. IEEE. 1979; 67(4): 504–619.
  10. Fry F. J. Precision high intensity focusing ultrasonic machines for surgery. Amer. J. Phys. Med. 1958;37(3):152–156.
  11. Flynn G. Physics of acoustic cavitation in liquids. Physical Acoustics. V. 1. B. New York, London, 1964. P. 57–112. (Пер. на рус. яз.: Флинн Г. Физика акустической кавитации в жидкостях // Физическая акустика. М., 1967. Т. 1, ч. Б. С. 7–138).
  12. O'Brien W. D. The relationship between collagen and ultrasonic attenuation and velocity in tissue. Proc. Ultrasonics Inc. Conf. (Brighton, 1977), IPC, Guilford, 1977. P. 194–205.
  13. Есипов И. Физика звука // Квант. 2018. № 12.
  14. Clarke RL, Bush NL, Ter Haar GR. The changes in acoustic attenuation due to in vitro heating. Ultrasound Med Biol. 2003 Jan;29(1):127-35. doi: 10.1016/s0301-5629(02)00693-2.
  15. Смитнева А. С. HIFUS-ВИФУЗ. Фракционный неабляционный неселективный термолиз // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Наука и социум». 2021. № 18. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/hifus-vifuz-fraktsionnyy-neablyatsionnyy-neselektivnyy-termoliz (дата обращения: 15.02.2022).

Комментарии

(0) комментариев
Войти чтобы оставить комментарий