Eletrotermofototerapia - Ultra- Som

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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. 
Classificação das ondas – Ondas Mecânicas 
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 frequências de 
20 Hz a 20.000 Hz. Quanto maior a frequência, mais agudo 
é o som; quanto menor for a frequência mais grave é o som. 
 Os sons de frequências 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 frequência, 
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 - Propagação 
Características Biofísicas 
Impedância Acústica – Resistência oferecida pelos tecidos 
à passagem das ondas ultra-sonoras. Cada tecido tem uma 
impedância acústica diferente. 
OBS.: Estruturas mais compactas deixam passar menos 
Características Biofísicas 
 Reflexão: Se dá quando uma onda emitida volta ao meio 
de origem, conservando sua frequência 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 frequência. 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 frequência maior a absorção. 
 
Características Biofísicas 
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 frequência da onda 
sonora, e o outro são as características do tecido. 
 
Características Biofísicas 
Atenuação 
 O uso da frequência 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 frequência utilizada, maior 
será o poder de absorção e mais intenso será o efeito 
superficial. Por isso, é verdadeira a frase: quanto 
maior a frequência 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 BiofísicasCaracterísticas 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 
chegando para 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 
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 
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 consequente 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 dá pela Lei de Van’t 
Hoff, que relaciona o aumento de temperatura com a taxa 
metabólica, mencionando que para cada aumento de 1° C 
na temperatura corpórea deve ocorrer um aumento de 10 % 
na taxa metabólica. Young (1998) cita que este aumento 
seria de 13% da taxa metabólica. 
 
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.