Therapeutischer Ultraschall ist die Verwendung von hochfrequenten Schallwellen, die über den Bereich des menschlichen Gehörs hinausgehen, um medizinische Probleme zu behandeln. Es ist vom diagnostischen Ultraschall zu unterscheiden, bei dem Ultraschall im medizinischen Kontext verwendet wird, um Gesundheitsprobleme zu erkennen, indem Bilder des Körperinneren erstellt werden, und nicht als Behandlung an sich. Therapeutischer Ultraschall wird häufig in der Physiotherapie eingesetzt, um die Heilung zu beschleunigen und Schmerzen bei Patienten mit Verletzungen von Muskeln, Knochen oder Bindegewebe zu lindern. Es kann auch für andere medizinische Zwecke verwendet werden, beispielsweise zur Zerstörung von Tumoren, zum Auflösen von Blockaden im Körper wie Nierensteinen und Blutgerinnseln und zur Unterstützung bei der Verabreichung von Medikamenten.
Ultraschall ist definiert als Schall mit einer Frequenz, die höher ist als die Obergrenze dessen, was das menschliche Ohr wahrnehmen kann, was bei einem gesunden Erwachsenen etwa 20 Kilohertz (kHz) beträgt. Ultraschall, der von medizinischen Geräten erzeugt wird, kann weit höhere Frequenzen haben und bis in die Tausende von Kilohertz reichen. Wenn Schwingungen mit Ultraschallfrequenzen in den Körper des Patienten eindringen, wird ihre Energie vom Gewebe des Patienten absorbiert oder umgeleitet. Der Hauptvorteil des Ultraschalls besteht darin, dass er nichtinvasiv tief in den Körper eindringen und im Patienten wirken kann, ohne dass eine Operation erforderlich ist.
Dies beeinflusst den Körper auf zwei Arten, thermisch und nicht-thermisch. Die thermischen Effekte des Ultraschalls treten auf, wenn die kinetische Energie der Ultraschallwellen vom Gewebe des Patienten absorbiert wird und Wärme erzeugt. Die nichtthermischen Effekte sind mechanische Effekte, die durch die Ultraschallwellen in dem Medium verursacht werden, das sie durchqueren. Diese beinhalten die schnelle Expansion und Kontraktion von mikroskopisch kleinen Gasbläschen in den Körperflüssigkeiten in und um Zellen herum, ein Vorgang, der Kavitation genannt wird, und die Umlenkung der Flüssigkeit, wenn sie um diese Bläschen strömt, akustische Strömung genannt.
Eine häufige Anwendung von therapeutischem Ultraschall ist die Physiotherapie von Menschen mit Verletzungen. Dies ist insbesondere bei der Behandlung von Patienten mit Verletzungen des Bindegewebes wie Sehnen und Bänder üblich, obwohl es auch bei Muskel- und Skelettverletzungen verwendet werden kann. Die bei der Absorption der Vibrationen erzeugte Wärme stoppt Muskelkrämpfe und erhöht die Durchblutung des betroffenen Bereichs, wodurch Schmerzen gelindert und die Heilung gefördert werden. Da die Ultraschallwellen in den Körper eindringen und dort Wärme erzeugen, können ihre thermischen Wirkungen tiefer reichen als die Wärme, die wie bei einem Heizkissen auf die Körperoberfläche aufgebracht wird, und kann so verwendet werden, um tieferes Gewebe zu behandeln, das sonst unzugänglich wäre . Kavitation kann auch Entzündungen und Schwellungen reduzieren.
Therapeutischer Ultraschall kann verwendet werden, um sowohl krebsartige als auch gutartige Tumore zu zerstören. Hochintensiver fokussierter Ultraschall (HIFU) ist eine Form des therapeutischen Ultraschalls, bei der intensive Ultraschallwellen sorgfältig auf einen kleinen Bereich fokussiert werden, was zu einem schnellen Temperaturanstieg im betroffenen Gewebe führt, der die Tumorzellen abtötet oder schwächt. Dies wird bei der Behandlung von Uterusmyomen, einer Art gutartiger Tumor, der auf oder in der Gebärmutter wächst, und bei einigen Krebsarten, insbesondere Prostatakrebs, verwendet. Die Krebsbehandlung mit HIFU erfolgt häufig in Kombination mit anderen Behandlungen, wie beispielsweise einer Chemotherapie, die wirksamer wird, wenn die Krebszellen bereits durch Hitze geschwächt oder geschädigt sind. Die Forschung mit HIFU ist im Gange, und die Technologie wird derzeit auf ihren potenziellen therapeutischen Wert bei der Behandlung verschiedener Krebsarten untersucht.
Ultraschall kann verwendet werden, um die Wirksamkeit von Medikamenten zu unterstützen. Eine Technik, die allgemein als akustische gezielte Medikamentenabgabe bezeichnet wird, tut dies, indem eine Reihe von Ultraschallimpulsen in bestimmten Mustern auf den Körperteil angewendet wird, auf den die Medikamente wirken sollen. Dadurch können Moleküle leichter in oder durch den Zielbereich transportiert werden, was nützlich ist, da es einfacher ist, Medikamente auf einen bestimmten Bereich des Körpers zu lenken, die Wirksamkeit zu erhöhen und die benötigte Menge des Medikaments zu verringern. Dies ist besonders wünschenswert für Behandlungen mit Medikamenten, die signifikante negative Nebenwirkungen haben, wie z. B. Chemotherapie, und ein Großteil der Forschung auf diesem Gebiet konzentriert sich auf die Behandlung von Krebs. Dabei handelt es sich normalerweise um Ultraschallwellen mit einer geringeren Leistung als bei hochintensivem fokussiertem Ultraschall, obwohl HIFU auch auf eine mögliche Verwendung zur Unterstützung der Medikamentenabgabe untersucht wird.