Fale w medycynie – czyli jak zmienność zapewnia stabilność?

Fala to rozchodzące się zaburzenie pewnej wielkości fizycznej w czasie i przestrzeni. Może mieć różne formy i przemieszczać się w różnych ośrodkach: w powietrzu, wodzie, tkankach, a nawet w polu elektromagnetycznym.Jest to niezwykłe zjawisko fizyczne posiadające pewną szczególną cechę, która jest bardzo przydatna w wielu zastosowaniach, również w medycynie. Jest to zdolność do przenoszenia i przekazywania energii w różnych postaciach bez przenoszenia materii. Wszystkie kluczowe cechy fali jesteśmy w stanie opisać, pozwalają nam na to następujące pojęcia:

• Częstotliwość (Hz) – ile drgań na sekundę wykonuje fala; 
• Długość fali (λ) – odległość między kolejnymi szczytami fali; 
• Amplituda – wysokość fali, czyli natężenie zaburzenia; 
• Prędkość rozchodzenia się – zależna od rodzaju fali i ośrodka; 
• Rodzaj propagacji – podłużna lub poprzeczna.

Pierwsze koncepcje falowe pojawiły się już w starożytności (np. u Pitagorasa w odniesieniu do dźwięku), ale to dopiero XVII-XIX wiek przyniósł systematyczny rozwój teorii falowej – Hooke, Huygens, a później Maxwell (fale elektromagnetyczne), Röntgen (promieniowanie rentgenowskie), czy Hertz (fale radiowe).

W XX wieku fale zaczęto coraz śmielej wykorzystywać w diagnostyce i terapii: ultradźwięki, laseroterapia, pole elektromagnetyczne, radiofrekwencja, a ostatnio fale uderzeniowe czy elektromagnetyczna stymulacja mięśni.

W medycynie estetycznej fale są fundamentem wielu nowoczesnych technologii. Ich zastosowanie pozwala oddziaływać nieinwazyjnie, precyzyjnie i bezpiecznie. Każdy typ fali ma unikalne właściwości i zastosowania:

• Fale elektromagnetyczne (np. światło lasera, pole elektromagnetyczne) – stymulują komórki, powodują fototermolizę lub indukują ruch jonów; 
• Fale mechaniczne (np. ultradźwięki, fale uderzeniowe) – rozbijają struktury, poprawiają mikrokrążenie, indukują przebudowę tkanek; 
• Fale radiowe – generują ciepło w głębszych warstwach skóry, stymulując kolagenogenezę; 
• Fale dźwiękowe – stosowane w kosmetologii do mikromasażu czy wprowadzania substancji aktywnych. 

Jak wspomnieliśmy na początku fale posiadają zdolność do pobierania, przenoszenia i przekazywania energii. Wszystkie rodzaje terapii z użyciem fal w zasadzie sprowadzają się do dostarczania odpowiedniej ilości i rodzaju energii do różnych rodzajów tkanek celem wywołania pożądanej reakcji fizjologicznej. Największym wyzwaniem pozostaje precyzja i kontrola parametrów fali, aby zapewnić skuteczność przy maksymalnym bezpieczeństwie. Równie ważna jest odpowiednia kalibracja urządzeń, jakość materiałów i układów chłodzenia, a także rozumienie interakcji fali z konkretną tkanką – inny efekt uzyskamy w skórze, a inny w tkance mięśniowej, co potwierdzają liczne badania.

W kolejnych artykułach tej serii przyjrzymy się szczegółowo poszczególnym typom fal i ich zastosowaniom w praktyce. Pokażemy, jak wybrać odpowiednie parametry, jak działają konkretne technologie i jak fala staje się narzędziem terapeuty.

Bo choć fala jest zmienna – to właśnie jej powtarzalny rytm pozwala przywracać organizm do stabilnej homeostazy.

Źródła

1. Physics and medicine: a historical perspective; Keevil, S. F. (2012). The Lancet, 379(9825), 1517–1525.
    
2. Millimeter waves in medical applications: status and prospects; Zhang, Y., et al. (2023). Journal of Biomedical Science and Engineering, 16(1), 1–14.
    
3. History of Innovations in Medical Physics. Radformation.