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Ultra-Som
INTRODUÇÃO:
 Modalidade terapêutica que se utiliza de vibrações
mecânicas com fins terapêuticos.
 Som é toda onda mecânica perceptível ao ouvido humano.
 Onda: É toda perturbação que se propaga no espaço,
afastando-se do ponto de origem. Propaga energia e não
matéria.
Classificação das ondas
 As eletromagnéticas podem ser formadas a partir de
uma corrente passando por um condutor, esta corrente
vai produzir um campo elétrico em torno do condutor e
este campo elétrico promoverá um campo magnético.
Este tipo de onda não precisa de um meio para se
propagar, e seu efeito principal ao interagir com o tecido
biológico, é o efeito térmico. Veremos exemplos deste
tipo de onda nas aulas sobre microondas e ondas curtas.
Classificação das ondas - Eletromagnéticas
Classificação das ondas
 As ondas mecânicas são originadas a partir de uma
perturbação da matéria. Se esta perturbação puder ser
transmitida a outras partículas no meio em que se
encontra, então ela se propaga. Sendo assim, a
propagação deste tipo de onda só ocorre em um meio que
contenha matéria. Sua interação com o tecido biológico
produz tanto efeito térmico, quanto vários efeitos
atérmicos. Esse tipo de onda é a utilizada no Ultra-Som.
Classifica€o das ondas – Ondas Mecƒnicas 
Ultra-Som
 Qualquer objeto que vibra é uma fonte de som. As ondas
sonoras podem ser geradas mecanicamente (cordas de um
violão) ou eletricamente (Em fisioterapia / medicina se
geram por meio dos chamados transdutores
eletroacústicos.)
Ultra-Som
 As ondas mecânicas perceptíveis ao ouvido humano estão
compreendidas, aproximadamente, entre as freqüências de
20 Hz a 20.000 Hz. Quanto maior a freqüência, mais agudo
é o som; quanto menor for a freqüência mais grave é o som.
 Os sons de freqüências abaixo de 20 Hz e acima de 20.000
Hz são inaudíveis ao ouvido humano, sendo denominados,
respectivamente, infra-sons e ultra-sons.
Ultra-Som
Efeito Piezoelétrico
 As irradiações ultra-sônicas foram descobertas no século
passado pelo casal Pierre e Marie Curie. Ao aplicar uma
corrente elétrica senoidal sobre um cristal de quartzo
colocado entre duas placas metálicas, estes cientistas
constataram a geração de uma vibração de alta freqüência,
posteriormente caracterizada como ultra-som. A este
processo se denominou efeito piezoelétrico ou
simplesmente propriedade de piezoeletricidade.
Efeito Piezoelétrico Invertido
Efeito Piezoelétrico Invertido
Cristais
 Quartzo
 Zicanato-Titanato de Chumbo (ZTP)
 Titanato de Bário
Efeito Piezoelétrico
Características Biofísicas
 Propagação: As ondas sonoras necessitam de um meio
para se propagarem (líquidos, gases, e sólidos). Não se
propagam no vácuo.
 A velocidade do som no ar é de 330 m/s
 A velocidade do som água é de 1500 m/s
Características Biofísicas
Propagação:
 No ar a transmissão é mais lenta , porque há mais espaço entra
as moléculas. Uma molécula percorre uma distância
relativamente longa antes de afetar a mais próxima.
 Por outro lado, em meios líquidos suas moléculas ficam mais
próximas umas das outras. Um pequeno movimento já afeta a
molécula subsequente, assim líquidos têm velocidade de
propagação mais rápida. Por isso deve-se utilizar o gel
terapêutico como meio de contado entre o cabeçote e o paciente.
Características Biofísicas - Propagação
Características Biofísicas
Impedância Acústica – Resist„ncia oferecida pelos tecidos
… passagem das ondas ultra-sonoras. Cada tecido tem uma
impedƒncia ac†stica diferente.
OBS.: Estruturas mais compactas deixam passar menos
Características Biofísicas
 Reflexão: Se dá quando uma onda emitida volta ao
meio de origem, conservando sua freqüência e
velocidade. A reflexão em uma superfície ocorre
quando a impedância acústica dos meios forem
diferentes. Se os dois meios possuírem a mesma
impedância acústica isto não ocorrerá.
Características Biofísicas
Reflexão
Características Biofísicas
 Refração: Se dá quando uma onda emitida, passa
para outro meio (interfaces diferentes) sofrendo
mudança na sua velocidade, mas conservando sua
freqüência. A onda de som penetra no tecido ou
interface à um ângulo (chamado de ângulo de
incidência) e sai destes tecidos ou interface a um
ângulo diferente (ângulo de refração).
Características Biofísicas
Refração
Características Biofísicas
 Absorção: quando uma onda sonora atravessa qualquer
material, a energia é dissipada ou atenuada; é a capacidade
de retenção da energia acústica do meio exposto às ondas
do ultra-som, que são absorvidas e transformadas em calor.
 Tecidos com alto conteúdo de proteínas absorvem o US
mais prontamente do que aqueles com conteúdo de gordura
mais alto, e quanto maior a freqüência maior a absorção.
Características Biofísicas
Características Biofísicas
 A atenuação é o fenômeno caracterizado pela diminuição
da energia da onda sonora. Esta diminuição da energia
ocorre principalmente pelos seguintes motivos: reflexão e
absorção.
 A absorção das ondas sonoras vai depender
basicamente de dois fatores: um é a freqüência da onda
sonora, e o outro são as características do tecido.
Características Biofísicas
atenuação
 O uso da freqüência do Ultra-som é muito amplo, no
entanto, terapeuticamente é muito comum utilizarmos
apenas cabeçotes de 1MHz e 3MHz.
 Se quisermos alterar o comportamento de um corpo,
temos que gastar energia para isso, e quanto maior for
essa alteração, maior tem que ser o gasto de energia. A
resistência que a massa oferece na tentativa de se opor ao
movimento, que chamamos de reatância de massa
Características Biofísicas
 Isso quer dizer que quanto maior o movimento que
quisermos dar à massa, maior será a reatância dessa
massa (resistência ao movimento), consequentemente,
maior terá que ser a energia absorvida para que esse
movimento seja possível. Em fim, se eu quiser que um
corpo em vez de vibrar a 1Mhz vibre a 3Mhz, terei que
gastar mais energia, ou seja, maior a absorção.
Características Biofísicas
 Sendo assim, quanto maior a freqüência utilizada, maior
será o poder de absorção e mais intenso será o efeito
superficial. Por isso, é verdadeira a frase: quanto
maior a freqüência do Ultra-som, menor seu
poder de penetração.
Características Biofísicas
Características Biofísicas
 Efeito tixotrópico: Capacidade do Ultra-Som na redução
da viscosidade do tecido ou na despolimerização da
substância fundamental amorfa. Através desse efeito,
ocorre o aumento da elasticidade tecidual e a diminuição de
consistência tecidual fibrótica.
Características Biofísicas
 Cavitação: A cavitação é a atividade das bolhas dentro de
um campo ultra-sônico. A pressão oscilante pode fazer com
que as bolhas cresçam e oscilem. Uma bolha oscilante faz
com que os líquidos em torno dela fluam, e pode ocorrer
forças de atrito consideráveis. Em alguns casos podem
tornar-se ressonantes, caso no qual começam a oscilar de
forma instável e podem sofrer um colapso violento,
causando dano tissular em sua vizinhança.
Características Biofísicas
Características Biofísicas
Características Biofísicas
 Cavitação: Este fenômeno tem sua importância na utilização
sobre o tecido, pois as cavitações estáveis juntas com outro
fenômeno chamado ondas estacionárias, aumentam o
metabolismo. Já as cavitações instáveis devem ser evitadas já que
podem facilmente produzir lesão tecidual, no entanto, há
quem as utilizem quando o objetivo é quebra de fibrose no
tecido epitelial, e alguns até as utilizam para quebra de
células de gorduras. Esses procedimentos (utilizar cavitação
instáveis) não são indicados e devem ser evitados.
Características Biofísicas
 Ondas estacionárias: Quando uma onda de ultra-som
atinge a interface entre dois tecidos com impedâncias
acústicas diferentes (por ex., osso e músculo), ocorre
reflexão de uma porcentagem da onda. As ondas refletidas
podem interagir com as ondas incidentes que estão
chegandopara formar um campo de ondas estacionárias
Características Biofísicas
Características Biofísicas
Ondas estacionárias
O que deve ser feito para minimizar as ondas estacionárias?
 Basta que utilizemos o modo pulsátil em vez do contínuo.
 Não parar de mover o cabeçote durante o tratamento.
 Não utilizar doses elevadas.
Características Biofísicas
 Regime de emissão de onda: o modo contínuo
produzirá calor nos tecidos se a intensidade for alta o
suficiente, considerando que o ultra-som pulsado à mesma
intensidade instantânea tem uma intensidade média
temporal muito mais baixa e aquecimento menor ou, até
mesmo, desprezível.
Características Biofísicas
Características Biofísicas
Características Biofísicas
Campo Próximo X Campo Distante
 Pode-se distinguir duas áreas de um feixe ultra
sônico: campo próximo (zona de Fresnel) e campo
distante (zona de Fraunhofer).
Características Biofísicas
Características Biofísicas
Características Biofísicas
Campo Próximo X Campo Distante
 O campo próximo possui uma pequena convergência e
caracteriza-se por fenômenos de interferência no feixe ultra
sônico que podem conduzir a picos de intensidade que podem
causar lesões tissulares, ou seja, o feixe ultra sônico neste campo
possui alta taxa de não uniformidade (alta BNR), pois existem
pontos onde ocorrem alta intensidade e pontos onde ocorrem
baixa intensidade, podendo prover picos de até 5 a 10 vezes
maiores que o valor ajustado no aparelho (às vezes picos 30 vezes
mais altos).
Características Biofísicas
Campo Próximo X Campo Distante
 O campo distante caracteriza-se por uma baixa taxa de não
uniformidade do feixe (baixa BNR), ou seja, ocorrem
ausência quase total de fenômenos de interferência e o feixe
é mais uniforme. E a intensidade diminui gradualmente ao
aumentar a distância do transdutor.
Características Biofísicas
Campo Próximo X Campo Distante
 Para que se possa minimizar o efeitos de picos de
intensidade no campo próximo e prover segurança no
tratamento deve-se movimentar o cabeçote durante a
aplicação do ultra som, pois isso torna o campo mais
homogêneo (mais uniforme).
Efeitos Fisiológicos 
 Efeito mecânico: Chamado de micromassagem celular. A
micromassagem dos tecidos se deve às oscilações
provocadas pelo feixe ultra-sônico que os atravessa. A
movimentação dos tecidos aumenta a circulação de fluidos
intra e extracelulares, facilitando a retirada de catabólitos e
a oferta de nutrientes.
Efeitos Fisiológicos 
 Aumento da permeabilidade da membrana:
Alteração no potencial de membrana e aceleração dos
processos osmóticos (difusão), e conseqüente aumento do
metabolismo. Ocorre não só pelo efeito de aquecimento
como também pelo efeito não térmico do US. Este efeito é a
base para fonoforese.
Efeitos Fisiológicos 
 Efeito térmicos: Tem por base o efeito Joule. É causado
pela absorção das ondas ultra-sônicas à medida que
penetram nas estruturas tratadas. A quantidade de calor
gerado depende de alguns fatores como por exemplo, o
regime de emissão (modo contínuo produz maior calor que
o pulsado), a intensidade, a frequência e a duração do
tratamento.
Efeitos Fisiológicos 
 Vasodilatação: Há a liberação de substâncias vasoativas
como a Histamina; há inibição do simpático dos vasos,
diminuindo sua resistência tênsil; há aumento do
metabolismo e consequentemente aumento do consumo de
O2, aumentando com isso a presença de CO2, provocando a
vasodilatação.
Efeitos Fisiológicos 
 Aumento do metabolismo: Se d‡ pela Lei de Van’t Hoff,
que relaciona o aumento de temperatura com a taxa
metab‰lica, mencionando que para cada aumento de 1Š C
na temperatura corp‰rea deve ocorrer um aumento de 10 %
na taxa metab‰lica. Young (1998) cita que este aumento
seria de 13% da taxa metab‰lica.
Efeitos Fisiológicos 
 Ação tixotrópica: Propriedade que o ultra som tem de
"amolecer" ou "liquefazer" estruturas com maior
consistência física (transforma colóides em estado sólido
em estado gel).
Efeitos Fisiológicos 
 Aumento das atividades dos fibroblastos
 Aumento da síntese de colágeno
 Aumento da síntese de proteína
 Estimulação da angiogênese
São de fundamental importância no processo de reparação
dos tecidos
Efeitos Fisiológicos 
 Aumenta as propriedades viscoelásticas dos tecidos
conjuntivos e ricos em colágeno. Aumenta a
extensibilidade, facilitando o alongamento
Efeitos Terapêuticos 
 Anti-inflamatório: Sua ação na fase inflamatória inicial
da reparação é uma aceleração do processo, aumentando a
liberação de fatores de crescimento pela desgranulação dos
mastócitos, plaquetas e macrófagos. O ultra som atuaria
como um acelerador do processo inflamatório, portanto
não como anti-inflamatório.
Efeitos Terapêuticos 
 Analgésico: Justifica-se por alguns fatores: aumento do
limiar de dor com ação nos nervos periféricos; eliminação
de substâncias mediadoras da dor como consequência do
aumento da circulação tissular; normalização do tônus
muscular; bloqueio da condução nervosa, etc
Efeitos Terapêuticos 
Regeneração tissular e reparação dos tecidos moles:
 Fase inflamatória: a liberação de histamina, macrófagos, monócitos, 
além de incrementar a síntese de fibroblastos e colágeno.
 Fase proliferativa do reparo: incremento da velocidade
angiogênica; aumento da secreção de proteína e colágeno (US pulsátil);
estimulação da "contração" da ferida, diminuindo significativamente
com isso a o tamanho da cicatriz (US pulsátil)
 Fase de remodelagem do reparo: O US aumenta a resistência
tênsil e a quantidade de colágeno (o colágeno tipo III é substituído por
colágeno tipo I, em resposta ao estresse mecânico promovido pelo US).
Efeitos Terapêuticos 
 Regeneração óssea: Algumas pesquisas mostraram
que o ultra-som pode produzir um efeito piezoeléctrico
no osso (na molécula de colágeno) que, por sua vez, pode
produzir osteogênese; outras mostraram melhora
significativa no retardo de consolidação de fratura. A fase
proliferativa do reparo é subdividida na formação do calo
mole e do calo duro.