Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 1
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- Claudia Duarte Velázquez
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1 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 1 Colegio Santa Paula U.A.C.A. AVANCES EN LA TERAPEUTICA
2 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 2 Jaime Barrientos Tejada FISIOTERAPEUTA KINESIOLOGO San José, noviembre 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 Hz Subsónica, menos de 20 Hz Ultrasónica, más de Hz Esta forma de energía provoca comprensión y expansión de los medios, con una misma frecuencia. ULTRASONIDO
3 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 3 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.
4 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 4 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)
5 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 5 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.
6 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 6 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
7 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 7 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). l periodo l Las frecuencias usadas en terapia son de 0.5 a 3 MHz.
8 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 8 LONGITUD DE ONDA Es la distancia entre dos pico adyacentes, Es inversamente proporcional a la frecuencia y directamente proporcional a la velocidad (c). Así: l = 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.
9 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 9 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
10 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 10 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.
11 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 11 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.
12 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 12 La distancia (d) que alcanza el campo cercano puede calcularse del radio (a) del transductor y la longitud de onda (l ) del ultrasonido, según la fórmula: d = a 2 / l d = / 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.
13 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 13 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.
14 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 14 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.
15 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 15 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
16 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 16 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/cm 2 ( 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
17 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 17 piel Sumación Coeficiente de absorción Expresa la cantidad relativa de energía que puede ser absorbida por un medio Profundidad media Profundidad de penetración Profundidad de Penetración 90% absorción Profundidad media 50% intensidad absorbida
18 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 18 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.
19 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 19 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 cm 2, está en relación al tiempo de aplicación que debe recibir cada cm 2, 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 l.
20 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 20 Situación ideal ERA ± ÁREA GEOMÉTRICA I efectiva ± I ajustada ERA < ÁREA GEOMÉTRICA I efectiva > I ajustada
21 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 21 ULTRASONIDO CONTINUO Riesgos: Excesiva producción de calor Reflexión (puntos calientes) Cavitación Para evitarlos: movimientos constantes del transductor intensidad máxima 2 W/cm 2 tratamiento de superficies grandes
22 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 22 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
23 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 23 destructiva ULTRASONIDO PULSATIL efectos colaterales intensidad pico efectos biológicos (atérmicos) mayor facilidad para tratar tejidos profundos. Efectos biológicos Térmicos
24 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 24 EFECTOS DEL ULTRASONIDO EFECTO MECANICO Vibración, micromasaje EFECTO TERMICO Calor EFECTOS FISIOLOGICOS Biológicos Relajación muscular Vasodilatación Circulación Circulación linfática Metabolismo
25 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 25 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
26 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 26 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
27 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 27 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/cm a 1 1 a 2 (3)
28 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 28 Tiempo por min/cm 2 1 a 3 3 a 5 DOSIMETRIA TIEMPO DURACION DE LA SESION 3 cm 5 cm 15cm 2 5cm 2
29 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 29 Ejemplo: Area a tratar 15 cm 2 ERA 5 cm 2 Tiempo 3 min/cm 2 Tiempo total de tratamiento = 9 minutos DOSIMETRIA DOSIFICACION DE LA AMPLITUD Amplitud Tejido intermedio profundidad
30 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 30 Superficie I.terapéutica Ejemplos: 1. PM (tejido) = 2 cm Profundidad = 2 cm I. Terapéut. = 0.5 w/cm 2 AMPLITUD = 1 w/cm 2 PM (tejido) = 3 cm Profundidad = 1.5 cm I. terapéut. = 2 w/cm 2 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
31 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 31 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/cm 2 De áreas pequeñas Técnica de aplicación semi-estacionaria
32 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 32 Emisión pulsátil Amplitud 0.5 w/cm 2 Se puede emplear cabezal de 3 MHz TERAPIA COMBINADA TERAPEUTICA Con diadinámicas: DF + US Con c. de ultra estimulación: Trabert o Hoogland
33 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 33 Con C. interferenciales, AMF 100 Hz, sin modulaciones Con IB (simétricos o asimétricos), 30 a 50 ms,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
34 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 34 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/cm 2 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
35 Colegio Santa Paula, UACA, Ultrasonido, Jaime Barrientos Tejada 35 Afecciones cutáneas Cicatrización CONTRAINDICACIONES En procesos muy agudos Ojos Corazón Embarazo Discos epífisarios de crecimiento Testículos Tumores malignos Marcapasos
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