Термический и механический эффект фокусированного ультразвука - в чем разница

Фокусированный ультразвук воздействует на ткани двумя основными механизмами. Термический эффект возникает, когда энергия волны поглощается в фокальной зоне и нагревает ее до 60-70 °C, вызывая точечную коагуляцию коллагена и белков. Механический эффект связан с колебаниями давления, радиационной силой и кавитацией, которые деформируют и разрушают клеточные мембраны. В эстетических HIFU-системах для лифтинга ведущим является термический механизм, а в системах для коррекции жировых отложений важную роль играют и механические эффекты.

Ультразвук - механические колебания среды с частотой выше 20 кГц. В эстетических аппаратах используют диапазон примерно от 0,2 до 10 МГц. Пьезоэлектрический преобразователь в картридже генерирует волну, а вогнутая форма излучателя или акустическая линза сводят ее в узкую фокальную точку на заданной глубине.

Пока волна проходит через эпидермис и дерму, плотность энергии в них невелика, и поверхностные ткани почти не нагреваются. В фокусе энергия концентрируется, интенсивность возрастает многократно, и именно там развиваются основные биологические эффекты. Глубину фокуса определяет геометрия картриджа - 1,5, 3,0, 4,5 мм и другие варианты, а частота влияет на глубину проникновения: чем она выше, тем поверхностнее воздействие.

Поглощение ультразвуковой энергии тканями сопровождается переходом механических колебаний в тепло. За доли секунды температура в фокальной точке поднимается до уровня, при котором денатурирует коллаген и необратимо меняется структура белков. Образуется микроскопическая термическая точка коагуляции размером около миллиметра, окруженная зоной подогретых, но жизнеспособных тканей.

При коагуляции волокна коллагена сокращаются, и ткань немедленно немного стягивается. Это дает частичный эффект на столе. Главное же происходит в последующие недели и месяцы: в зоне повреждения запускается асептическое воспаление, привлекаются фибробласты, синтезируются новый коллаген и эластин, формируется более плотный каркас. На уровне SMAS это приводит к подтяжке, на уровне дермы - к уплотнению и улучшению текстуры.

Термический механизм требует точности. Слишком высокая энергия или наложение точек приводят к избыточному нагреву с риском ожогов, отеков и повреждения нервных ветвей. Поэтому специалист выбирает параметры с учетом толщины тканей и избегает проекции нервов и крупных сосудов.

Помимо нагрева ультразвуковая волна создает в тканях переменное давление. В фазе разрежения в межклеточной жидкости могут образоваться микропузырьки газа. Их колебание называется стабильной кавитацией, а быстрый коллапс - инерционной кавитацией. Коллапс сопровождается локальными ударными волнами и микроструями, которые разрушают клеточные мембраны.

Наиболее чувствительны к механическому воздействию адипоциты с крупной жировой вакуолью. Поэтому аппараты низкочастотной кавитации и некоторые HIFU-системы для тела используют механический механизм для разрушения жировых клеток с последующим выведением их содержимого через лимфатическую систему и метаболизм.

Еще один механический компонент - радиационная сила, то есть давление волны на ткани, вызывающее микросмещения и стимуляцию клеток. Она также вносит вклад в ремоделирование, хотя в эстетике ее роль изучена меньше, чем роль нагрева.

Термический и механический эффекты фокусированного ультразвука дополняют друг друга. Нагрев дает коагуляцию и ремоделирование тканей для лифтинга и уплотнения кожи, механика помогает разрушать жировые клетки. Понимание этих механизмов помогает косметологу правильно выбирать картриджи и параметры, а покупателю оборудования - оценивать возможности конкретного аппарата.