Eletrotermoterapia - Ultrassom

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O ultrassom (US) é um agente físico térmico e mecânico. 
 
 
Som 
 
É toda onda mecânica que o ouvido humano consegue perceber. Essas ondas sonoras estão em uma 
frequência entre 20Hz e 20.000Hz. As ondas ultrassônicas são inaudíveis, e estão acima desse 
espectro (20KHz). 
 
O equipamento de ultrassom gera essa onda mecânica 
através da vibração de um objeto. Na fisioterapia, esse 
objeto é chamado de transdutor, dispositivo capaz de 
transformar ou converter uma energia em outra. Ou seja, o 
ultrassom transfere energia por conversão. 
 
O circuito interno do ultrassom recebe a energia elétrica e a 
converte em oscilações elétricas de alta frequência, que são 
conduzidas ao transdutor, constituído de cristal 
piezoelétrico. Esse cristal muda de espessura na presença do 
campo elétrico e emite as ondas ultrassônicas na mesma 
frequência das oscilações elétricas recebidas. 
 
Geralmente, os equipamentos disponíveis no mercado para a fisioterapia possuem frequências de 
1MHz e 3MHz, dependentes do tamanho do cristal e da frequência da corrente elétrica recebida. 
 
“Quanto maior a frequência, menor o comprimento da onda e mais superficial a onda ultrassônica 
penetra.” 
 
O som não se propaga no vácuo, ele precisa de um meio material para a sua transmissão; seja sólido, 
líquido ou gasoso. A energia é transmitida pelas vibrações das moléculas do meio por onde a onda 
está propagando. 
 
O cristal possui duas áreas: 
 Área condensadora - área de compressão das moléculas do meio); 
 Área de rarefação ou tração - onde as moléculas estão mais separadas; 
 
A ação conjunta dessas áreas faz a propagação das ondas. 
 
Essas energias vão produzir efeitos mecânicos ou térmicos onde serão absorvidas. A alternância de 
condensação e rarefação é o modo como a onda ultrassônica se propaga. 
 
→ Efeitos térmicos do US 
Ultrassom 
O circuito interno do aparelho permanece ligado 
(de forma contínua). São mantidas as oscilações da 
carga elétrica emitidas ao cristal, mudando a 
espessura do cristal de forma constante, produz-se 
o US contínuo. 
O US contínuo é utilizado para produzir efeitos 
térmicos. Ele é importante para patologias onde 
não se deve utilizar calor, como uma inflamação. 
 
 
→ Efeitos mecânicos do US 
Acontece quando o circuito realiza a ação de ligar e desligar o oscilador, produzindo assim uma saída 
de ondas sonoras de forma pulsada. 
 
O US pulsado 
produz efeitos 
mecânicos; 
 
 
Propriedades 
biofísicas 
A onda ultrassonora é uma onda produzida pela 
vibração de um objeto em alta frequência, 
apresentando um formato senoidal. Pode ser 
descrita a partir de algumas variáveis, como: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Amplitude 
É a magnitude da vibração da onda. É a distância entre zero e o valor máximo e/ou mínimo (crista da 
onda). 
 
 
 
 
 
Potência 
Quantidade total de energia presente no feixe do 
ultrassom. É expressa em watts (W). 
 
 Amplitude; 
 Potência; 
 Intensidade; 
 Frequência; 
 Velocidade; 
 Efeito piezoelétrico; 
 Reflexão; 
 Impedância acústica; 
 Reflexão; 
 
 
 
 
Intensidade 
Velocidade com a qual a energia está sendo fornecida por 
unidade de área. É o quanto o cristal do ultrassom oscila 
(cavita). Expressa em watts por centímetro quadrado 
(W/cm²). 
 Maior intensidade: menor amplitude da onda, o som é 
mais fraco; 
 Menor intensidade: maior amplitude de onda, o som é mais forte; 
 
 
 
 
 
Frequência 
Número de oscilações por tempo, ou seja, o número 
de vezes que uma mesma onda se repete por tempo. 
É expressa em Hertz (Hz). É preciso entender a 
frequência para sabermos o quanto o ultrassom vai 
penetrar no tecido. 
 
 
 
 
 
 
 
Velocidade 
Distância percorrida pela unidade sonora por unidade de tempo. A velocidade de propagação da 
onda está diretamente relacionada à agregação molecular. 
 
Meios em que as moléculas estão mais próximas umas das outras (mais densos, como o tecido ósseo) 
possuem maior velocidade de transmissão. Ou seja, uma pequena agitação em uma molécula afeta 
as moléculas vizinhas, favorecendo o deslocamento da onda sonora. 
 
“A velocidade está diretamente relacionada a frequência: 
quanto maior a frequência, maior a velocidade de 
propagação e maior a agitação molecular.” 
 
 
 
Efeito piezoelétrico 
Propriedade que o cristal piezoelétrico possui 
de se contrair ou expandir quando uma carga 
elétrica alternada passa por ele. Os 
transdutores do ultrassom terapêutico 
possuem esse cristal, cujos efeitos 
piezoelétricos transformam a energia elétrica 
em mecânica. O cristal vibra na mesma 
frequência da oscilação elétrica, emitindo 
ondas sonoras. 
 
 
 
Reflexão 
Ocorre quando uma onda sonora emitida volta ao meio de origem. É proporcional à diferença de 
impedância acústica dos dois meios; se a impedância for igual, não ocorre a reflexão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quando utilizamos o ultrassom, precisamos ter um acoplamento entre o cabeçote e a pele do 
paciente. Para isso, colocamos uma substância de acoplamento com impedância acústica próxima à 
da pele para diminuir a quantidade de ondas refletidas. 
 
Se não utilizarmos essa substância, haverá ar 
entre o cabeçote e a pele, formando uma 
interface refletora que faz com que a onda 
retorne para o seu meio de origem, podendo 
assim danificar o ultrassom. Geralmente utiliza-
se géis. 
 
Ou seja, o transdutor (cabeçote) só deve ser ligado quando em contato com algum meio acoplante, 
pois na interface alumínio-ar há 100% de reflexão; as ondas são refletidas no ar e voltam para o 
transdutor, podendo causar descalibração do equipamento. 
 
 
Impedância acústica 
É a quantidade de resistência oferecida pelos tecidos à passagem de ondas do ultrassom. 
 Em meios com maior a agregação molecular, maior a impedância acústica. 
 
 
 Em meios mais densos, ocorre maior interação das ondas com as moléculas, fazendo com que 
sejam mais absorvidas, reduzindo a energia sonora e causando maior resistência à passagem 
das ondas, ou seja, maior impedância. 
 
 
 
Refração 
 
Ocorre quando uma onda emitida passa 
para outro meio, conservando sua 
frequência, mas desviando sua direção. 
Ocorre quando bem as interfaces têm 
impedâncias acústicas são diferentes; se 
as impedâncias forem semelhantes, há 
pouca refração. 
 
 
 
 
 
 
A refração influência na penetração do US? 
Para diminuirmos a refração, o feixe do 
ultrassom deve ser aplicado 
perpendicularmente à superfície de 
tratamento. Se desviarmos o ângulo do feixe, podemos causar uma intensa refração em direção 
paralela à superfície, causando reflexão da onda sonora. 
Absorção 
Capacidade do meio exposto ao ultrassom de reter 
(absorver) a energia sonora. Ocorre a diminuição constante 
da intensidade das ondas sonoras quando essas penetram 
nas camadas teciduais. 
Quando utilizamos o ultrassom, aumenta-se o movimento 
molecular, provocando maior vibração e colisão entre as 
moléculas, gerando calor; há transformação de energia 
cinética em energia térmica. ondas são absorvidas pelos 
tecidos e transformadas em calor. Estruturas ricas em 
proteínas absorvem bem o ultrassom, como o 
colágeno por exemplo. 
 
A frequência do US influencia na absorção? 
Sim, pois quanto maior a frequência do 
ultrassom, menor o comprimento de onda. 
Maior também será a absorção da quantidade de energia pelas moléculas, pois o relaxamento das 
estruturas sonadas é menor. 
Por isso, recomenda-se utilizar o ultrassom de 3MHz no tratamento de estruturas superficiais, já que 
essa frequência é mais absorvida nas camadas superficiais e possui menor penetração. A frequência 
de 1Mhz é utilizada nas afecções traumato-ortopédicas. 
 
 
 
Atenuação 
Diminuição da intensidade da energia das ondas 
de ultrassom quando essa passa através de 
vários tecidos. Esse processo pode ocorrer pela 
reflexão, refração e absorção de energia pelos 
tecidos. Os coeficientes de atenuação são 
maiores em tecidos ricos em colágeno. 
 
O feixe do ultrassom pode ter sua intensidade 
original reduzidapela metade em determinados tecidos com diversas espessuras. Por exemplo, 
podemos utilizar o ultrassom de 1MHz para tratar uma patologia na Bursa. Se adotarmos a potência 
de 2W/cm2 e esse feixe percorrer a espessura de todos os tecidos até chegar a ela, a potência 
chegaria a 0,6W/cm2. 
 
 
 
 Ciclo de trabalho 
Período de atuação da onda de ultrassom. Por 
exemplo, no modo pulsado, a intensidade é 
periodicamente interrompida (o aparelho não está 
emitindo nenhuma energia). No modo contínuo, o 
ciclo de trabalho é de 100%, indicando uma saída 
constante das ondas, e provocando principalmente 
efeitos térmicos. 
 
Quanto maior o ciclo, maior é o fornecimento de calor 
para o tecido. 
 
Quando utilizamos o modo pulsado, em um ciclo de 
trabalho de 20%, teríamos 2ms ligado e 8ms desligados. Ou seja, durante 2ms o ultrassom emitiria 
as ondas e em 8ms não ocorreria a transmissão das ondas. É de extrema importância no tratamento 
de lesões agudas, pois ciclo de trabalho baixo produz efeitos denominados não térmicos. 
Ciclo de trabalho 
20% (US pulsado) lesão aguda; sem calor 
50% (US pulsado) lesão sub-aguda: sem calor; 
100%: US contínuo: lesão crônica; com calor. Utilizado em 
quadros mais tardios como, por exemplo, a contratura. 
 
 
Área de radiação efetiva (ARE ou ERA) 
Área total da superfície do cristal (transdutor) ou de uma fonte que emite ondas sonoras. É comum 
acharmos que toda a superfície do transdutor emite o feixe ultrassônico; na verdade, a ERA 
corresponde ao tamanho do cristal piezoelétrico. 
 
Normalmente, o tamanho da ERA dos transdutores gira em torno de 3 a 4cm². Em condições ideais, 
a ERA deve alcançar o tamanho total ou mais próximo possível da fonte sonora. O tamanho ideal da 
área a ser tratada está relacionado ao tamanho da ERA, e deve ser de duas a três vezes maior do que 
a área de radiação efetiva do cristal. 
 
 
 
 
Cavitação 
Formação de bolhas de ar que aumentam ou diminuem de volume em resposta à mudança de 
pressão induzida pelo ultrassom nos líquidos teciduais. É diretamente proporcional à intensidade de 
saída da fonte geradora de ondas sonoras; quanto maior a intensidade, maior será a cavitação. A 
cavitação provoca os efeitos não térmicos do ultrassom. 
 
 
 
 
 
Resumindo, a cavitação é a formação de pequenas bolhas gasosas no tecido, como resultado da 
vibração do US. 
 
Cavitações em excesso podem danificar o tecido 
 
 
 
 
 
 
Percebemos 
esse efeito mecânico quando colocamos um pouco de 
água no cabeçote do US e o ligamos; a água começa a 
borbulhar sem que haja aumento da temperatura, 
havendo agitação das moléculas. Quanto maior a 
intensidade, maior será a cavitação. 
 
Ondas estacionárias 
Ondas que se formam por meio da sobreposição das 
ondas 
emitidas 
pelo 
ultrassom com as ondas refletidas; ocorrem entre os meios com impedância acústica diferentes. Essa 
sobreposição pode produzir um padrão de ondas de maior amplitude, havendo um somatório de 
suas intensidades, gerando danos aos tecidos. 
 
Previne-se a formação de ondas estacionárias quando movemos o transdutor durante o tratamento, 
diminuímos a intensidade ou utilizamos o modo pulsado de emissão de ondas. 
 
 
 
Efeito tixotrópico 
 Propriedade que o ultrassom tem de diminuir a viscosidade de determinadas substâncias, 
transformando estruturas de estado mais gelatinoso em estado mais líquido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Efeitos térmicos do US 
O efeito térmico é causado pela absorção das ondas 
ultrassônicas pelo tecido. Ocorre vibrações das células, provocando atrito entre as moléculas, 
produzindo assim o calor. 
A quantidade de calor produzida depende do modo de emissão de ondas utilizado, bem como da 
intensidade, frequência e duração do tratamento. Sendo assim, o modo contínuo é o aconselhável 
para produção de efeitos térmicos. 
 
Para se obter os efeitos terapêuticos térmicos do US, devemos elevar a temperatura tecidual entre 
40°C e 45°C por aproximadamente cinco minutos. 
 
O efeito térmico é capaz de aumentar o fluxo sanguíneo, a permeabilidade de membrana e a 
extensibilidade dos tecidos. Esses efeitos são semelhantes aos relatados na hipertermoterapia. 
 
 
Efeitos não térmicos e/ou mecânicos 
É chamado de “micromassagem” celular e é formada devido às oscilações provocadas pela onda US 
quando essa atravessa os tecidos, pelas ondas de condensação e rarefação. 
 
A movimentação dos tecidos aumenta a circulação de fluidos intra e extracelulares, facilitando a 
retirada de catabólicos e a demanda de nutrientes. 
 
A energia ultrassônica leva a dois eventos específicos: cavitação e a microcorrente acústica. 
 
Na cavitação há formação de bolhas de ar que se comprimem e expandem devido a alterações de 
pressão produzidas pelas ondas ultrassônicas nos fluidos dos tecidos. É classificada em cavitação 
estável ou instável/transitória. 
 
Quando as bolhas oscilam de forma pouco violenta, chamamos de cavitação estável, e são 
basicamente não térmicas. Durante a cavitação instável ocorre uma violenta implosão de bolhas, 
havendo sua compressão nos picos de alta intensidade; são acompanhadas de um colapso total 
quando há maior queda de pressão, liberando energia que pode romper as ligações moleculares, 
gerando danos teciduais. 
 
A cavitação instável é um efeito não desejado do ultrassom. 
 
A cavitação promove movimentos unidirecionais no fluido biológico, resultantes da pressão de 
radiação exercida pela onda ultrassônica, denominada microcorrente acústica. Essa microcorrente 
pode alterar a função e a estrutura da membrana celular, afetando sua permeabilidade e o ritmo de 
difusão de substâncias. 
 
 
Efeitos hemodinâmicos 
O calor produzido pelo US gera vasodilatação, pois libera substâncias vasoativas e 
consequentemente aumenta o fluxo sanguíneo. O US também produz uma leve reação inflamatória, 
que temporariamente aumenta a circulação sanguínea. 
 
 
 
Efeitos metabólicos 
O aumento da temperatura eleva a taxa metabólica. O aumento 
da permeabilidade da membrana também é capaz de elevar o 
metabolismo. 
 
 
Efeitos neuromusculares 
O US contínuo pode aumentar a velocidade de condução nervosa, diminuindo assim a percepção do 
estímulo da dor. O calor também reduz o espasmo muscular. 
 
 
Extensibilidade do tecido 
O aquecimento de estruturas ricas em colágeno (como por exemplo tendões, ligamentos e cápsulas 
articulares) aumenta sua extensibilidade devido à melhora no alongamento desses tecidos, 
facilitando sua mobilização e diminuindo a rigidez articular. 
Reparo tecidual – o calor pode acelerar o processo cicatricial devido tanto ao aumento da taxa 
metabólica e do fluxo sanguíneo como na manutenção da flexibilidade tecidual. 
 
 
Ação tixotrópica 
É a propriedade que o ultrassom tem de diminuir a viscosidade de determinadas substâncias, 
transformando estruturas de estado mais gelatinoso em estado mais líquido. 
 
Permite um aumento da elasticidade e uma diminuição da consistência fibrótica dos tecidos. 
 
A vantagem da utilização do US sobre outras modalidades não acústicas é que tecidos ricos em 
colágeno podem ser aquecidos de maneira seletiva sem que a temperatura se eleve 
significativamente na pele e no tecido subcutâneo. 
 
 
Aumento da permeabilidade da membrana 
Ocorre tanto pelo efeito de aquecimento como pelo efeito não térmico causado pelo ultrassom. O 
aumento da permeabilidade proporciona alteração no potencial de membrana e aceleração da 
difusão de íons, como o cálcio e o potássio, para dentro e para fora da célula. 
 
 
Reparo tecidual 
O US térmico pode acelerar o processo cicatricial devido a (ao): 
 Aumento da taxa metabólica e do fluxo sanguíneo; 
 Manutenção da flexibilidade tecidual; 
 
Devido ao US pulsátil aumentar a permeabilidade celular, geralmente utiliza-se na fase inflamatória 
para auxiliar na degranulação dos mastócitos, que liberarão histamina, provocando um efeito 
quimiotáxico, estimulando células a formarem o tecido de granulação e desencadeando o processo 
de reparotecidual. O US teria então efeito de acelerar a resposta inflamatória. 
 
A onda ultrassônica também estimula a síntese de proteínas, proliferação dos fibroblastos e 
formação de novos vasos. 
 
Reparo ósseo 
Pesquisas relatam que o US pode acelerar o reparo ósseo quando utilizado no modo pulsado. Isso 
influenciaria no potencial de membrana dos osteoblastos, células responsáveis por produzir matriz 
óssea, favorecendo o crescimento ósseo e diminuindo assim o tempo de consolidação da fratura. 
 
Dosimetria 
Devido ao ultrassom promover efeitos térmicos e mecânicos em nossos tecidos, antes de qualquer 
aplicação, devemos avaliar a região a ser tratada para selecionar o modo de emissão de ondas. Além 
disso, outros parâmetros também devem ser estabelecidos para um tratamento eficaz: 
1) Frequência: Os aparelhos disponíveis no mercado possuem frequências de saída de 1MHz e 3MHz. 
. 
1MHz: atinge tecidos mais profundos. Esta frequência é muito utilizada em afecções traumato-
ortopédicas, por exemplo. 
 Ideal para estruturas mais profundas; 
 Frequência menor; 
 Comprimento de onda maior 
 
3MHz: tecidos mais superficiais, onde há menor penetração. 
 Ideal para estruturas mais superficiais; 
 Frequência maior; 
 Comprimento de onda menor; 
 
Quanto maior a frequência do ultrassom, menor o comprimento de onda, e maior a absorção da 
quantidade de energia pelas moléculas. Por isso, selecionamos a frequência de acordo com a 
profundidade que queremos alcançar no nosso tratamento; 
2) Intensidade: é medida em watts por centímetro quadrado (w/cm²). Representa a quantidade de 
energia ultrassônica a ser depositada no tecido. Os aparelhos raramente ultrapassam a intensidade 
de 2,0w/cm². 
 
Quando o objetivo do tratamento é promover aquecimento do tecido (US contínuo), indica-se 
intensidade de 1,5 a 2w/cm² e frequência de 1 MHZ. E, no US de 3MHz, a intensidade deve girar em 
torno de 0,5 W/cm². 
 
 Intensidade baixa < 0,3w/cm²; 
 Intensidade média 0,3 a 1,2 w/cm² 
 Intensidade alta 1,2 a 2 w/cm² 
 
A intensidade alta é utilizada para diminuir aderências, soltar tecido fibroso. 
 
Acima destes valores há risco de lesões dos tecidos superficiais. 
 
A intensidade média temporal, que ocorre somente no modo de emissão pulsado, leva em 
consideração o ciclo de trabalho, ou seja, o tempo de emissão da onda sonora e sua interrupção. 
 
Para a escolha de uma intensidade eficaz, devemos levar em consideração a atenuação das ondas 
sonoras nos tecidos acima da região que queremos tratar. Não existem protocolos fixos referentes à 
intensidade que devemos utilizar. Devemos buscar a dose mínima necessária para obter o efeito 
terapêutico desejado. 
 
Quando desejamos efeitos não térmicos, devemos calcular a intensidade média temporal. Por 
exemplo, num ciclo de trabalho de 20%, e intensidade média espacial de 2W/cm2, a intensidade 
média espacial seria de 0,4W/cm2. Alguns aparelhos apresentam intensidade média espacial 
somente. Outros, já trazem a intensidade média temporal; 
 
3) Tempo: o tempo de tratamento dependerá do tamanho da área a ser tratada, da ERA do cabeçote, 
da intensidade de saída e dos efeitos desejados. Como o cabeçote está em constante movimento 
sobre a região tratada, devemos medir a área tratada e dividi-la pelo tamanho da ERA do cabeçote. 
Recomenda-se que o ultrassom seja aplicado em média por 5-10 minutos para cada área de 
tratamento, e que o tempo máximo de aplicação por área seja de 15 minutos. 
 
T= Área/ERA 
ERA = 7 
Exemplo de cálculo: Supondo que uma região a ser tratada tenha 10cm de comprimento por 4cm de 
largura, e o cabeçote do ultrassom seja de 5cm2, o tempo de duração seria de 8 minutos. 
 
 
T= Área/ERA 
10 x 4 = 40 
40/ 5 = 8 
T=8 
 
 
 
Caso o tamanho da área exija um tempo maior de aplicação, deve-se dividir a área em quadrantes e 
realizar mais de uma aplicação. 
 
 
 
Técnicas de aplicação - Aspectos gerais 
- Primeiro devemos avaliar o problema do paciente e estabelecer os objetivos do tratamento; 
- Determinar se o ultrassom é a intervenção mais apropriada e se não há contraindicação para 
aplicação da técnica; 
- Inspecionar a área a ser tratada; 
- Utilizar um transdutor de tamanho adequado; 
- Determinar a frequência adequada; 
- Ajustar o modo de emissão: Contínuo ou pulsado; 
- Aplicar o meio acoplante; 
- Configurar o tempo de aplicação; 
- Manter sempre o contato entre a pele e o aplicador; 
- Ajustar a intensidade, descrever ao paciente as sensações que ele pode sentir; 
- Ao final da aplicação, inspecionar a área tratada; 
- Documentar a dosimetria, os resultados obtidos, e se houve efeitos adversos.