avances en la terapeutica de...en forma de ondas, completando un ciclo, determina la frecuencia....

Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 1

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Colegio Santa Paula U.A.C.A.

AVANCES EN LA TERAPEUTICA



Jaime Barrientos Tejada FISIOTERAPEUTA KINESIOLOGO

San José, noviembre 1998. DEFINICIONES Y CONCEPTOS SONIDO

Es una forma de energía. Proviene de oscilaciones o vibraciones mecánicas, que causan perturbaciones en el medio. Por tanto, necesitan de un medio elástico para propagarse.

El número de veces que las moléculas se desplazan en forma de ondas, completando un ciclo, determina la frecuencia. Este número de veces se expresa en hertz (1 Hz = 1 cps), De acuerdo a la frecuencia y en relación a la audición humana, este tipo de energía se clasifica en:

• Sónica, de 20 a 25.000 Hz • Subsónica, menos de 20 Hz • Ultrasónica, más de 20.000 Hz

Esta forma de energía provoca comprensión y

expansión de los medios, con una misma frecuencia.

ULTRASONIDO



Es la perturbación mecánica en la cual las moléculas del medio vibran y se transmiten con una frecuencia superior a la audición humana. Los ultrasonidos usados con fines terapéuticos se encuentran con frecuencias de 0.5 a 3 MHz. NATURALEZA DEL ULTRASONIDO Cuando las ondas ultrasónicas viajan por los líquidos y tejidos blandos los hacen dirección longitudinal, lo que significa que el desplazamiento de las moléculas es paralelo a la dirección que viajan las ondas. En los sólidos el desplazamiento de las moléculas es transversal, perpendicular a la dirección de la propagación de las ondas.

Esto tiene importancia en las aplicaciones clínicas, ya que las ondas transversales que se producen entre las interfases de los tejidos (especialmente periósteo y hueso) al ser reflejadas se absorben rapidamente en los tejidos blandos, causando calentamiento local e incluso provoca sensaciones dolorosas.



En estas zonas también se producen considerables variaciones en la presión.

Por estas razones al ultrasonido se le denomina

“terapia de las zonas límites o de las interfases”.

GENERACION DE LOS ULTRASONIDOS Los actuales equipos basicamente consisten de un generador de alta frecuencia, que por control microcomputarizado se une por un cable coaxial a un cabezal de tratamiento (transductor o aplicador), el cual contiene un disco con material piezo eléctrico.

El término piezoeléctrico se aplica a materiales como el cuarzo o cerámicos polarizados sintéticos como el titanato de plomo circonio (PZT)



GENERACION DE LOS ULTRASONIDOS Efecto piezoeléctrico Es un fenómeno natural de ciertos cristales minerales como el germanio y el cuarzo, así como de cerámicas sintéticas polarizadas. El fenómeno se caracteriza porque al aplicar una forma de energía mecánica (presión) se transforma en energía eléctrica, y a la inversa la eléctrica se convierte en mecánica (vibración). Este fenómeno puede ser reversible. Si se aplica un voltaje alternante a este material, se expande y se contrae (oscila o vibra) con la misma frecuencia de la oscilación eléctrica, transduciendo energía mecánica. Si se transmite en un medio elástico como los fluídos o tejidos orgánicos, a una frecuencia suficientemente alta, los cambios de presión producen energía ultrasónica.



Los huesos tienen propiedades piezoeléctricas

GENERACION DE LOS ULTRASONIDOS Efecto piezoeléctrico El cabezal de tratamiento de un aparato generador, tipicamente consta de un disco de 2 a 3 mm de grosor, y de 1 a 3 cm de diámetro. Este disco en una de sus superficies se sujeta a la plancha metálicas del cabezal, la otra queda expuesta al aire interior del aplicador. De esta manera, el disco transmite por la plancha metálica, hacia fuera, las vibraciones.

El disco también vibra lateralmente, transmitiendo a las paredes laterales del cabezal, lo cual, si no se toman precauciones puede



afectar al Fisioterapeuta, por efectos acumulativos. RADIACION PARASITA.

VARIABLES FISICAS FRECUENCIA La mayor parte de los efectos relevantes del ultrasonido dependen de la frecuencia. La frecuencia es el número de veces por segundo que una molécula es desplazada por la energía ultrasónica, completando un ciclo. La frecuencia (f) se expresa en hertz (Hz). El tiempo que toma en completar un ciclo se denomina periodo (T). λ periodo

λ Las frecuencias usadas en terapia son de 0.5 a 3 MHz.



LONGITUD DE ONDA Es la distancia entre dos pico adyacentes, Es inversamente proporcional a la frecuencia y directamente proporcional a la velocidad (c). Así: λ = c/f

VARIABLES FISICAS POTENCIA Es la energía total que posee el haz ultrasónico, medida en watts. Ya que la mayor parte de esta energía, al ser absorbida, se convierte en calor, a mayor potencia hay mayor aumento de la temperatura.

AMPLITUD O INTENSIDAD La amplitud o intensidad de una onda ultrasónica es la máxima distancia que una molécula se desplaza de su punto desequilibrio, durante el paso de una onda; o sea, es la presión, ya sea positiva o negativa, medida desde cero. La intensidad es la cantidad de energía por unidad de superficie por unidad de tiempo. Dicha potencia al ejercer presión sobre una superficie, se expresa en W/ cm 2 . Por otra parte, la intensidad o amplitud es una variable que se promedia en relación a la superficie del cabezal.



También hay que considerar el promedio de la relación intensidad – tiempo; es decir, la cantidad de energía sónica que se acumula durante el tiempo de exposición. Esto tiene mucha importancia en la emisión pulsátil de los ultrasonidos.

VARIABLES FISICAS TIEMPO Es la duración total de la exposición, que se expresa generalmente en minutos. Al acumular cierta cantidad de energía en función al tiempo, esa cantidad se expresa en un 100%. Cuando se emplea el modo pulsátil, debe considerarse la duración de cada pulso y la de la pausa que le sigue; esta relación se obtiene por regla de tres simple. 100% 20% 10 ms 2ms 8ms

VARIABLES FISICAS UBICACIÓN DE LOS TEJIDOS



ASPECTOS FISICOS EL HAZ ULTRASONICO Cuando aplicamos el transductor ultrasónico a los tejidos, al frente del mismo se producen variaciones de presión. La forma del “campo de presión ultrasónica” producida depende del tamaño y forma del transductor y calidad de su montaje. La presión varía a lo largo y ancho del transductor y a la distancia.



ASPECTOS FISICOS EL HAZ ULTRASONICO CAMPOS ULTRASONICOS El ultrasonido emitido por el transductor en forma de disco, da INICIALMENTE un haz cilíndrico convergente, DESPUÉS se hace divergente. De esta característica se distinguen dos campos: 1. cercano o zona de Fresnel, convergente donde la

energía es muy variable, y se producen fenómenos de interferencia.

2. Distante o zona de Fraunhofer, divergente, la distribución de la energía es más homogénea.



La distancia (d) que alcanza el campo cercano puede calcularse del radio (a) del transductor y la longitud de onda (λ ) del ultrasonido, según la fórmula: d = a2 / λ d = 2.52 / 1.5 = 4.1 cm

Los efectos terapéuticos del ultrasonido se dan cuando el tejido está dentro del campo cercano.

El ultrasonido diagnóstico trabaja en el campo distante.



ASPECTOS FISICOS EL HAZ ULTRASONICO COEFICIENTE DE NO-UNIFORMIDAD DEL HAZ El haz ultrasónico al no ser homogéneo en el campo cercano, alcanza picos de amplitud o intensidad considerablemente superiores a la potencia original ajustada, y son potencialmente dañinos. Este carácter de no-uniformidad se toma como un coeficiente, el cual indica la cantidad potencial de picos de amplitud. Por ejemplo; 4, 5, 6 o 10 veces superior a la potencia de salida.



El coeficiente de no-uniformidad del haz o BNR (del inglés Beam Non-uniformity Ratio) depende de las características y calidad de la fabricación, tanto de los materiales, como de la relación entre el tamaño del cabeza y el área efectiva. Los transductores de mejor calidad tienen el BNR de 4. Los malos superan un valor de 10, son de alto riesgo.

ASPECTOS FISICOS CARACTERISTICAS DE LOS MEDIOS Densidad de masa Es un valor intrínseco de un medio (material). Junto con la impedancia acústica determinan la resistencia de un tejido al paso de las ondas ultrasónicas. La densidad de masa también determina la velocidad de propagación del sonido; cuanto mayor la densidad más alta la velocidad de propagación.

En base a este parámetro se determina la impedancia acústica y también la reflexión.



Impedancia acústica La resistencia de un medio a la conducción de las ondas sonoras. Es un parámetro del material. Depende de la densidad de masa y la velocidad de propagación.

Compresión y expansión de los medios



El medio (tejido) se comprime y expande con la misma frecuencia que el ultrasonido, es decir 1 o 3 millones de veces por segundo. Los cambios de presión son bastante grandes. Por ejemplo, a una intensidad de 1 W/cm2 ( a 1MHz y c = 1.500m/s) la presión es alrededor de 1,7bar (1 bar = 760 mmHg) y con menor longitud de onda puede llegar a 3,4bar. La presión ejercida se va atenuendo con la profundidad. Es mucho mayor en el campo cercano por lo fenómenos de interferencia.

Reflexión La reflexión se produce en los límites entre tejidos diferentes. La cantidad de energía reflejada depende de la impedancia acústica. En el cuerpo la mayor reflexión se da entre el tejido blando y el óseo, que es de aproximadamente el 30%.

El aire refleja en un 100%

Refracción hueso músculo



piel Sumación Coeficiente de absorción Expresa la cantidad relativa de energía que puede ser absorbida por un medio

Profundidad media Profundidad de penetración

Profundidad media 50% intensidad absorbida

Profundidad de Penetración 90% absorción



AREA DE RADIACION EFECTIVA Debido a que el efecto piezoeléctrico no se produce de manera uniforme y el material piezoeléctrico es más pequeño que el cabezal, el haz ultrasónico no se emite en todo el área geométrica del transductor, solo lo hace en una parte de el, es decir en un porcentaje. Este porcentaje real de emisión es el AREA DE RADIACION EFECTIVA o ERA (del inglés Effective Radiation Area).

El ERA es mucho más efectivo y mejor la calidad del equipo cuando la diferencia porcentual del área geométrica del transductor y el ERA es mínima. Su valor debe estar expresado en el mismo cabezal o en las especificaciones del equipo.



AREA DE RADIACION EFECTIVA El ERA es un parámetro muy importante en la dosimetría, por las siguientes razones: 1. La intensidad o amplitud exacta depende de ella. La

potencia total de salida del aparato, está en relación al ERA.

2. El tiempo de aplicación también depende de este parámetro. El área a tratar, dada en cm2 , está en relación al tiempo de aplicación que debe recibir cada cm2 , superficie que debe ser dividida por el ERA.

3. También guarda relación con la distancia del campo cercano, puesto que como se dijo éste debe calcularse por el radio (a) al cuadrado del ERA y λ .



Situación ideal ERA ± ÁREA GEOMÉTRICA I efectiva ± I ajustada

ERA < ÁREA GEOMÉTRICA I efectiva > I ajustada



ULTRASONIDO CONTINUO Riesgos:

• Excesiva producción de calor • Reflexión (puntos calientes) • Cavitación

Para evitarlos:

• movimientos constantes del transductor • intensidad máxima 2 W/cm2 • tratamiento de superficies grandes



El calor: • aumenta la inflamación

• puede ocasionar la destrucción de tejidos con alto contenido de colágeno

Cavitación estable Células burbuja de aire

NO DESTRUCTIVA

Cavitación transiente



destructiva ULTRASONIDO PULSATIL

• efectos colaterales • intensidad pico • efectos biológicos (atérmicos) • mayor facilidad para tratar

tejidos profundos. Efectos biológicos Térmicos



EFECTOS DEL ULTRASONIDO EFECTO MECANICO EFECTO TERMICO Vibración, micromasaje Calor EFECTOS FISIOLOGICOS Biológicos

• Relajación muscular • Vasodilatación • Circulación • Circulación linfática • Metabolismo



• Permeabilidad de la membrana • Reabsorción/difusión en los tejidos • pH • Inflamación • Conductividad de la fibras nerviosas • Reparación de tejidos

INFLUENCIA DE LA FRECUENCIA EN ALGUNOS PARAMETROS La frecuencia de 3 Mhz comparada con 1 Mhz

• Impedancia acústica 3 veces mayor • Coeficiente de absorción 3 veces mayor • Profundidad media 3 veces menos • Profundidad de penetración 3 veces menor

A frecuencia mayor, más superficial el tratamiento



DOSIMETRIA ALTA ACTUALIDAD

• dolor de alta intensidad • frecuente o permanente • muchos signos de la inflamación • seria influencia en las AVD • a menudo agudo, puede volverse crónico

BAJA ACTUALIDAD



• dolor de baja intensidad • poco frecuente • pocos signos de inflamación • poca influencia en las AVD • a menudo crónico, puede agudizarse

DOSIMETRIA GUIA PARAMETRICA Variables Alta Baja Frecuencia MHz 1 o 3 1 o 3 % de carga térmica 20% o menos 20% o C Amplitud w/cm2 0.3 a 1 1 a 2 (3)



Tiempo por min/cm2 1 a 3 3 a 5 DOSIMETRIA TIEMPO – DURACION DE LA SESION 3 cm 5 cm 15cm2 5cm2



Ejemplo:

• Area a tratar 15 cm2 • ERA 5 cm2 • Tiempo 3 min/cm2 • Tiempo total de tratamiento = 9 minutos

DOSIMETRIA

DOSIFICACION DE LA AMPLITUD Amplitud Tejido intermedio profundidad



Superficie I.terapéutica Ejemplos: 1. PM (tejido) = 2 cm Profundidad = 2 cm I. Terapéut. = 0.5 w/cm2 AMPLITUD = 1 w/cm2

PM (tejido) = 3 cm Profundidad = 1.5 cm I. terapéut. = 2 w/cm2 Amplitud = ¿?

TERAPIA COMBINADA Ultrasonido + Estimulación eléctrica Ventajas • Facilita la electropalpación para ubicación de

puntos, especialmente los profundos • Tratamiento localizado, con efectos a mayor

profundidad, en puntos de allodynia, hiperalgesia, miofasciales, de provocación.

• Reduce el tiempo de tratamiento



• Potencializa los efectos de ambas formas de energía.

Efectos

• El US aumenta la conductividad, al incrementar la permeabilidad de las fibras nerviosas

• El US previene la adaptación • Se requiere menor intensidad • El US aumenta la circulación local de sangre y

linfa • El US reduce la resistencia cutánea • Mayor penetración

TERAPIA COMBINADA

ELECTROPALPACION

• De áreas grandes Técnica de aplicación dinámica Emisión continua Amplitud 0.5 w/cm2

• De áreas pequeñas Técnica de aplicación semi-estacionaria



Emisión pulsátil Amplitud 0.5 w/cm2

Se puede emplear cabezal de 3 MHz

TERAPIA COMBINADA

TERAPEUTICA Con diadinámicas: DF + US Con c. de ultra estimulación: Trabert o Hoogland



Con C. interferenciales, AMF 100 Hz, sin modulaciones Con IB (simétricos o asimétricos), 30 a 50 µs,100 Hz, sin modulaciones Duración, según objetivos Frecuencia del tratamiento, según resultados

TECNICA PARA LA ELONGACION DE TENDONES O LIGAMENTOS La emisión continua produce calor. El calor moderado, por su influencia en el colágeno, aumenta la extensibilidad. Se utiliza especificamente cuando existen retracciones m-usculo-tendinosas y/o ligamentarias provenientes de la formación de “cross links” o



adherencias, subsecuentes a un proceso de cicatrización “per secum”. Para elongar la temperatura en el tejido debe alcanzar los 40 a 42º. Para “medir” dicha temperatura se utiliza la técnica estacionaria, ajustar la amplitud según la profundidad del tejido entre 0.5 a 1 w/cm2 y aplicar. En cuanto la persona sienta dolor (por calentamiento mayor a los 42º), se registra el tiempo al que apareció esa sensación. Multiplicar la potencia por el tiempo y el resultado dividir entre 60 seg. También puede el tiempo de aplicación puede ser calculado en base a la emisión pulsátil.

INDICACIONES

• Alteraciones post-traumáticas de tejido óseo, articular o muscular

• Artritis reumatoidea y otras manifestaciones reumáticas

• Desordenes de nervios periféricos • Desordenes circulatorios • Afecciones de órganos internos



• Afecciones cutáneas • Cicatrización

CONTRAINDICACIONES • En procesos muy agudos • Ojos • Corazón • Embarazo • Discos epífisarios de crecimiento • Testículos • Tumores malignos • Marcapasos

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