Ultra-som: Conceitos e Aplicações

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ULTRA-SOM (U.S.)
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ULTRA-SOM
 A energia do U.S não pertence ao espectro eletromagnético situando-se no espectro acústico.
 Ultra-som: além do som
 freqüências além da faixa audível normal
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 Ouvido humano: escuta ondas sonoras que variam de 16 a 20.000 Hz
 U.S. terapêutico: 750.000 3.000.000 Hz
 (0,75 a 3 MHz)
 As freqüências mais comumente utilizadas são: 1 e 3 MHz.
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 Dependendo da freqüência das ondas o U.S. é utilizado para:
 Diagnóstico por imagem
 cura terapêutica de tecidos
 destruição de tecidos
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Entre outros: - aparelho de sonar sob a água
 - limpeza de metal
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 ULTRA-SOM: modalidade de penetração profunda
 Produz alterações nos tecidos por mecanismos térmicos e não-térmicos (mecânicos).
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 O ultra-som é bastante utilizado devido os seus efeitos de aquecimento profundo mas a sua variedade de efeitos biofisiológicos o torna uma modalidade potencialmente útil podendo incluir:
 Aumento da velocidade de reparo do tecido
 aumento do fluxo sangüíneo
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 aumento da extensibilidade do tecido 
 aumento da velocidade de reparo do tecido e da cura de lesões
 dissolução de depósitos de cálcio
 redução da dor (alteração de condução nervosa)
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 Redução do espasmo muscular
 alteração da permeabilidade da membrana celular.
Em contraste à radiação eletromagnética, o U.S. não é capaz de viajar n o vácuo.
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 Sua velocidade através de diferentes materiais varia consideravelmente:
 ar: 300 m/s
 água doce: 1400 m/s
 água do mar: 1500 m/s
 tecido muscular: 1400 m/s
 tecido adiposo: 1600 m/s
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PRODUÇÃO DE ULTRA-SOM
 O ultra-som é produzido por uma corrente alternada que flui através de um cristal piezoelétrico:
 Quartzo
 titanato de bário
 zirconato de chumbo
 titanato
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 Esse cristal fica alojado em um transdutor (converte uma forma de energia em outra).
 Os cristais piezoelétricos produzem cargas elétricas positivas e negativas quando se contraem ou se expandem.
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 O efeito piezoelétrico direto: os cristais com propriedades piezoelétricas produzem cargas elétricas positivas e negativas quando são comprimidos ou expandidos.
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(0)
(0)
(+)
(-)
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 O efeito piezoelétrico inverso (indireto) Os mesmos cristais se expandem ou se contraem quando uma corrente elétrica o atravessa.
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(+)
(-)
(+)
(-)
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 O U.S. é produzido por meio do efeito piezoelétrico inverso. A vibração dos cristais causa a produção mecânica de ondas sonoras de alta freqüência.
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Efeito piezoelétrico no osso
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OSTEOBLASTOS
OSTEOCLASTOS
ESTRÓGENO
Ação direta
(apoptose precoce)
Ação indireta (impede a produção de citocinas que atraem os osteoblastos
Ação das cargas 
ATIVIDADE FÍSICA
Estimula a produção
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Metabolismo ósseo normal
Equilíbrio entre a ação de osteoblastos e osteoclastos
 Osso íntegro: resistente á fraturas
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PERDA DO EQUILÍBRIO GERA:
OSTEOPENIA ou OSTEOPOROSE
Diminuição da massa
Diminuição da massa associada a alterações da geometria óssea elevando o risco de fratura
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EFEITO PIEZOELÉTRICO
Carga mecânica (atividade física)
Energia mecânica gera Micro deformações
Micro deformações: energia elétrica negativa
E elétrica negativa atrae osteoblasto
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TRANSMISSÃO DE ONDAS DE U.S.
 Devido a elevadas freqüências presentes, o U.S. precisa de um meio denso para percorrer e, portanto, é incapaz de atravessar o ar. O U.S apresenta uma forma de onda senoidal e exibe propriedades de comprimento de onda, freqüência, amplitude e velocidade.
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 A energia da onda é transferida por uma molécula colidindo com sua vizinha e trocando energia cinética, sem originar um deslocamento verdadeiro de moléculas.
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ONDAS LONGITUDINAIS
 As partículas se deslocam paralelamenta à direção do som.
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 A alternância de pressão alta e baixa exercida pelo feixe de ultra-som resulta em regiões de elevada densidade de partícula (compressão) e de baixa densidade de partícula (rarefação) ao longo do caminho da onda.
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COMPRIMEM
EXPANDEM
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ESSAS FLUTUAÇÕES SÃO CAPAZES
 DE 
PRODUZIREM EFEITOS 
FISIOLÓGICOS.
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ONDAS TRANSVERSAIS (Cisalhamento)
 As partículas se deslocam perpendicularmente à direção da onda sonora.
 As ondas transversais não atravessam fluidos e só aparecem no corpo quando o ultra-som encontra um osso.
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A ONDA DE ULTRA-SOM
 Como todas as ondas sonoras, as ondas de ultra-som têm as propriedades de reflexão, refração, penetração e absorção.
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REFLEXÃO
A reflexão ocorre quando uma onda não consegue atravessar a próxima densidade. Pode ser completa ou parcial. O eco é um exemplo de reflexão composta de energia acústica.
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REFRAÇÃO
A refração é a curvatura das ondas resultante de uma alteração da velocidade de uma onda que entra em um meio com densidade diferente.
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ABSORÇÃO
A absorção ocorre através de um meio que recebe a onda e a transforma em energia cinética. Os tecidos podem absorver parte o toda a energia neles introduzida. 
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 Em geral, a energia prefere percorrer uma linha reta. Entretanto, quando percorre um meio, seu trajeto é influenciado pelas alterações da densidade. A energia que atinge uma interface entre duas densidades diferentes pode ser refletida, refratada ou absorvida pelo material, ou pode continuar a atravessar o material, não sendo afetada pela mudança.
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FREQÜÊNCIA
 A freqüência de saída de um gerador de ultra-som é medida em megahertz (MHz) e descrita como o número de ondas que ocorrem em 1 segundo.
 A freqüência de saída do ultra-som determina a profundidade de penetração da energia, com uma correlação linear entre a freqüência do ultra-som e a profundidade na qual a energia é absorvida pelo tecido.
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 Geradores de ultra-som de alta freqüência (3MHz) são empregados para tratamento de tecidos superficiais, pois a energia é rapidamente absorvida.
 O gerador mais utilizado, o de 1 MHz, oferece um ajuste entre a penetração profunda e um aquecimento adequado, em função da freqüência relativamente baixa empregada.
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POTÊNCIA E INTENSIDADE
 Potência: medida em Watts (W)
Quantidade de energia produzida por um transdutor.
 A intensidade representa a força das ondas sonoras, em uma determinada área, dentro dos tecidos tratados.
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Existem 3 medidas importantes de intensidade:
 valor de meia camada
 intensidade média espacial
 intensidade média temporal (tempo)
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VALOR DE MEIA CAMADA
 Representa a profundidade em que 50% da energia ultra-sônica foi absorvida pelos tecidos.
 1 W/cm2 perde 50% de sua energia em uma profundidade de 2,3 cm;
 Então, a intensidade do feixe é de 0,5 W/cm2
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 Ao dobro dessa profundidade (4,6 cm), a intensidade do ultra-som é reduzida para 0,25 W/cm2.
 Quando se procura atingir tecidos profundos, deve-se considerar o efeito do valor de meia amada junto com os efeitos de penetração de freqüências de saída de 1 e 3 MHz.
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INTENSIDADE MÉDIA ESPACIAL (IME)
 Quantidade de energia que passa através de uma área específica. Nesse caso a área da fonte sonora (a área de radiação efetiva).
 A IME fornece a medida da potência por unidade de área da fonte sonora.
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 Este valor é calculado:
 Potência de saída (watts)
 ARE da fonte do transdutor (cm2)
Exemplo: Fonte: 10 W
 ARE: 5 cm2
 IME: 2 W/cm2
 As doses convencionais de tratamento variam de 0,5 a 5 W/cm2
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INTENSIDA TEMPORAL MÉDIA
 Mede a potência de energia ultra-ônica liberada nos tecidos, em um dado período. 
 É significativa na aplicação de ultra-som em pulsos.
 A energia liberada nos tecidos, por unidade de tempo, com ultra-som operando
em um ciclo de funcionamento de 50%, é metade da energia liberada por modo contínuo.
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 Exemplo:
 
IEM: 2 W/cm2;
Ultra-som em pulsos de 50% do ciclo de funcionamento
A intensidade temporal média do tratamento será de 1 W/cm2
(2 W/cm2 x 0,5 = 1 W/cm2)
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DURAÇÃO DO TRATAMENTO
 A duração do tratamento depende do tamanho da área a ser tratada, da intensidade de saída e das metas terapêuticas do tratamento.
 A área para um tratamento não deve ser maior que duas ou três vezes a área da superfície da ARE da fonte sonora.
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 Tempo: número de cabeçotes + 2
Exemplo: 
 área a ser tratada = 2 cabeçotes
 + 2 
 Tempo total = 4 minutos
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MODOS DE APLICAÇÃO DO U.S.
 Dependendo do tipo de saída, o U.S. é capaz de produzir alterações fisiológicas térmicas e não-térmicas.
 Uma saída contínua (100%) provoca efeitos principalmente térmicos.
 A aplicação em pulsos breves (ex: 20%) – pulsado - produz, efeitos não-térmicos.
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Como determinar o modo de aplicação do U.S.? Pulsado ou contínuo?
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 Isso vai depender da avaliação para determinar o estágio de cura, o estágio da inflamação e as metas do tratamento.
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AGENTES E MÉTODOS DE ACOPLAMENTO
 As ondas de ultra-som não podem atravessar o ar, portanto deve ser utilizado um agente de acoplamento para permitir que as ondas passem do transdutor para os tecidos.
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Acoplamento direto
 O transdutor é colocado diretamento sobre a pele, junto com um gel que serve para excluir o ar entre a pele e a fonte sonora.
 os géis acopladores consistem de água destilada e um material inerte e não-refletor, que aumenta a viscosidade da mistura.
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Imersão em água
 Utilizado para tratamento de áreas irregulares. 
 A parte do corpo é imersa em uma banheira de água e o cabeçote é colocado na água a aproximadamente 2,5 cm de distância
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Método da bexiga
 Essa técnica emprega um balão cheio de água ou uma bolsa de plástico (bexiga) coberta com um gel acoplador. A bexiga pode se adaptar a área irregulares.
 Antes de ser fechada, todas as bolsas de ar devem ser removidas da bexiga.
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OS EFEITOS DO U.S.
 Mecânico
 Químico ou biológico
 Térmico
 Neural
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EFEITO MECÂNICO
 Micromassagem: 
O U.S. também produz pressões. Quando essas são aplicadas ao corpo, comprimem e liberam o tecido como na massagem, porém em velocidades muito mais rápidas.
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EFEITOS QUÍMICOS OU BIOLÓGICOS
 Melhora da permeabilidade de todas as membranas aos íons sódio e potássio.
 vasodilatação
 analgesia
 alteração do pH tecidual
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EFEITOS TÉRMICOS
 Calor: produzido pela fricção criada pela ondas passando através do tecido.
 Vantagem: calor dirigido.
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EFEITOS NEURAIS
 A pressão sonora produzida pelas ondas de ultra-som faz com que as moléculas grandes desenvolvam uma carga piezoelétrica que, por sua vez, estimule os nervos assim como os músculos.
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EFEITOS SOBRE O CICLO DE RESPOSTA À LESÃO
 Os efeitos da aplicação de U.S. dependem:
 - modo de aplicação (contínuo ou pulsado)
 - da freqüência
 - do tamanho da área a ser tratada
 - dos tecidos tratados (vascularização e densidade).
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FLUXO SANGÜÍNEO
 O U.S. contínuo aumenta o fluxo sangüíneo.
 Outros fatores fisiológicos também podem promover o aumento do fluxo sangüíneo: alteração da permeabilidade da membrana celular e a liberação de histamina na área tratada.
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CICATRIZAÇÃO DO TECIDO
 Acelera a fase inflamatória
 influencia a atividade de macrófagos
 aumenta a adesão de leucócitos nas células endoteliais danificadas
 aplicação durante a fase de proliferação estimula a divisão celular.
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ESTIRAMENTO DO TECIDO
 O efeito térmico de aumento da extensibilidade dos tecidos ricos em colágeno pode ser empregado de forma vantajosa incorporando-se exercícios de amplitude de movimento depois da aplicação de U.S. contínuo.
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CONTROLE DA DOR
 Efeito direto sobre o SNP: influencia na transmissão dos impulsos nervosos elevando o limiar de dor.
 Efeito indireto: redução da dor decorrente das alterações do tecido produzidas em função da aplicação do U.S.
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FONOFORESE
 A energia ultra-sônica pode ser utilizada para liberar medicamentos nos tecidos pelo processo de fonoforese. 
 Os efeitos da energia ultra-sônica abrem caminhos que permitem que a medicação se difunda através da pele e penetre mais profundamente nos tecidos.
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 A medicação que penetra nos tecidos dessa maneira não passa pelo fígado, portanto, diminui a eliminação metabólica das substâncias.
 A combinação de fatores como composição, hidratação, vascularização e espessura da ele, estimula ou evita a difusão de medicamentos através da pele e, portanto, para tecidos mais profundos.
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 Na aplicação da fonoforese, o substituto do gel acoplador padrão é um gel ou um creme contendo a medicação.
TABELA DAS SUBSTÂNCIAS APLICADAS POR FONOFORESE.
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 A eficácia da fonoforese não foi totalmente comprovada e ainda existe controvérsia.
 As seguintes recomendações foram estabelecidas, a fim de fornecer a melhor aplicação de fonoforese:
- Utilizar apenas meios aprovados de transmissão de ultra-som.
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 Assegurar-se de que a pele esteja bem úmida; áreas de pele seca devem ser evitadas.
 aplicar o U.S. ou calor úmido ou tricotomizar a área antes do tratamento, para melhorar a capacidade de difusão da medicação através da pele e dentro dos tecidos.
 posicionar a extremidade de forma a estimular a circulação
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 Utilizar uma saída contínua para maximizar o efeito da fonoforese (a menos que os efeitos térmicos do ultra-som sejam contra-indicados).
 depois do tratamento, cubra a medicação remanescente com um tecido oclusivo.
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CICATRIZAÇÃO DE FRATURAS
 A técnica para a cicatrização de fraturas emprega uma saída de 1,5 MHz, feixe em pulso de baixa intensidade (30 mW/cm2), aplicado durante uma sessão de 20 minutos por dia.
 Porém, estes parâmetros de saída NÃO estão disponíveis nas unidades terapêuticas de ultra-som convencionais.
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INDICAÇÕES
 Contraturas articulares
 Espasmo muscular
 Neuroma
 Tecido cicatricial
 Distúrbios do sistema nervoso simpático
 Pontos-gatilho
 Verrugas
 Espasticidade
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 Redução pós-aguda de mosite ossificante
 Condições inflamatórias agudas (saída em pulso)
 Condições inflamatórias crônicas (saída em pulso o contínua)
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CONTRA INDICAÇÕES
 Patologias agudas (saída contínua)
 áreas isquêmicas
 tendência à hemorragia
 áreas ao redor dos olhos, coração, crânio ou genitália
 gravidez, quando aplicada sobre áreas pélvicas ou lombares
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 sobre tumores cancerígenos 
 sobre a medula espinhal ou grandes plexos nervosos, em altas doses
 áreas anestesiadas
 sobre locais de fratura, antes que a consolidação esteja completa
 locais de fraturas por tensão
 sobre locais de infecção ativa
 sobre área pélvica ou lombar, em pacientes menstruadas
 áreas cuja circulação esteja prejudicada
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PROFUNDIDADE DE PENETRAÇÃO
 1 MHz: penetra cerca de 5 cm
 3 MHz: penetra menos que 2 cm