¿Qué es y para qué sirve el ultrasonido terapéutico?
El ultrasonido terapéutico es una forma de energía que se emite en forma de ondas mecánicas, cuyas frecuencias están por encima del rango audible del oído humano (sobre los 20 Khz aproximadamente).
Cuando las ondas de ultrasonido que interactúan con los tejidos del cuerpo son de baja intensidad, provocan que estos sufran ciertas modificaciones o efectos de tipo térmico y mecánico. Estas son: vibración, movimiento, estiramiento y calentamiento. Tales efectos bien controlados, pueden aprovecharse entre otras cosas, para disolver coágulos, desinflamar tejidos o facilitar la administración de medicamentos en ciertas zonas del cuerpo.
Por otra parte, si la intensidad de las ondas de ultrasonido es bastante elevada, puede incluso constituir una alternativa para destruir los tejidos de masas tumorales.
Ahora, cuando se habla de ultrasonido terapéutico, generalmente se hace referencia a procedimientos no invasivos con frecuencias de onda tipo pulsante de baja intensidad que están en el rango de 1 Mhz a 3 Mhz. La aplicación de tales frecuencias de ultrasonido provoca un efecto térmico – mecánico capaz de favorecer el metabolismo celular y la regeneración tisular. En consecuencia, resulta de gran ayuda en tratamientos y terapias de recuperación para pacientes con lesiones, puesto que acelera y optimiza los procesos de cicatrización y reparación de tejidos.
Historia del ultrasonido terapéutico
La historia del ultrasonido terapéutico se remonta hacia al año de 1.793, cuando el biólogo italiano Lazzaro Spallanzani (1.729 – 1.799) puso su atención en cómo los murciélagos podían ubicar y cazar sus presas. Lo que descubrió es que estos particulares mamíferos, no sólo eran los únicos capaces de volar, sino que también podían ubicarse y evitar los obstáculos, emitiendo ondas de frecuencias superiores a las que un ser humano puede escuchar. Tal sistema natural de sonar, es conocido actualmente como “ecolocalización”.
Posteriormente, entra en escena Christian Andreas Doppler (1.803 – 1.853), un físico austríaco, quien se centró en el estudio de la incidencia de la velocidad y dirección de una fuente de sonido respecto de un observador. Tal efecto al que se lo conoce como “efecto Doppler” en honor a su descubridor, y constituyeron la base de posteriores estudios que derivaron en su aplicación práctica por parte de investigadores japoneses en lo que hoy se conoce como la utilización del efecto Doppler en ultrasonido.
Un aporte fundamental que dio paso al desarrollo de los haces ultrasónicos fue el descubrimiento por parte de los hermanos Paul Jacques Curie (1.855 – 1.941) y Pierre Curie (1.859 – 1.906) de las propiedades de algunos cristales de generar una carga eléctrica cuando son sometidos a presión, al que denominaron “efecto piezoeléctrico”. Dicho efecto llevó al físico francés Paul Langevin (1.872 – 1.946) a promulgar su teoría del magnetismo, lo que contribuyó al desarrollo del primer sonar para uso en la marina. Asimismo, no pasó mucho tiempo para que la naciente tecnología encontrara aplicación en equipamientos de navegación aérea.
Ya en la década de los 50´s del siglo pasado, el ultrasonido recibe el visto bueno de las entidades reguladoras de la medicina, para que sea la base de una nueva generación de equipos y dispositivos tanto de diagnóstico como de tratamientos y terapias. Es así que la aplicación de ultrasonido de baja y mediana intensidad “ultrasonido terapéutico” han encontrado gran utilidad en el ámbito de la terapéutica de tejidos.
Elementos de una onda de ultrasonido terapéutico
Básicamente existen cuatro elementos característicos de una onda de ultrasonido terapéutico:
Frecuencia
La frecuencia de una onda “F” se define como el número oscilaciones completas que esta experimenta en el tiempo de 1 segundo, y se mide en Hertzios o ciclos por segundo “Hz”. También se considera como el valor inverso del período.
Período
El período de una onda es en realidad el tiempo que esta requiere para completar una única oscilación. Se representa con la letra “T” y se considera como el valor inverso de la frecuencia, por lo que su valor se puede calcular con la siguiente fórmula: T=1/F.
Velocidad
El presente elemento hace referencia a la velocidad con que una onda viaja a través de un medio en particular. Mientras más denso sea el medio, más rápido o veloz se propagará la onda en cuestión. Así por ejemplo, si tomamos en cuenta una onda de ultrasonido que viaje a una velocidad de 2000 m/s en una solución salina, sólo podrá alcanzar una velocidad de unos 460 m/s en el aire. La velocidad de una onda se representa con la letra “V” y su fórmula es: V= λ/T.
Longitud de onda
La longitud de onda hace referencia a la distancia física que recorre una única oscilación completa en un medio en particular. Así por ejemplo, se estima que cada onda de ultrasonido cuya frecuencia es de 1 Mhz, aplicada sobre la piel, alcanzará una profundidad de 1,5mm. Mientras que si se toma el ejemplo de una frecuencia de 3 Mhz, cada onda penetrará una longitud de 0,5mm.
La longitud de onda se representa con el símbolo “Lambda” λ y su fórmula es: λ=V/F.
Características del ultrasonido terapéutico
Las ondas de ultrasonido terapéutico suelen sufrir alteraciones de acuerdo a como se aleja del dispositivo de emisión, denominado generalmente como transductor o cabezal. La porción del ultrasonido más cercana al transductor se denomina campo cercano, campo de interferencia o zona de Fresnel, mientras que a la porción de ultrasonido más alejado se denomina campo lejano o zona de Fraunhofer.
En el campo cercano el ultrasonido suele presentar importantes interferencias que dan origen a puntos calientes. Esto se debe a un fenómeno de multiplicidad que incrementa de forma considerable la potencia seleccionada en el equipo.
En el campo lejano, la porción de ultrasonido es más estable y sin la presencia significativa de los denominados puntos calientes.
Existe un valor que determina la relación de no uniformidad de la porción o haz de ultrasonido, denominado BNR. El BNR constituye un indicador de la calidad de los dispositivos de aplicación de ultrasonido terapéutico. Es capaz de determinar la interferencia del campo cercano, tomando en cuenta la relación entre los picos y niveles medios de intensidad de las ondas. Aunque es común que la mayoría de los equipos de aplicación de ultrasonido terapéutico generen una intensidad pico entre 4 y 6 veces mayor a la intensidad media, se recomienda no utilizar aquellos dispositivos cuyo BNR supere un valor de 8 (intensidad pico 8 veces o más, mayor que la intensidad media).
¿Cómo se transfiere la energía del ultrasonido terapéutico a los tejidos?
Para poder comprender la forma en cómo actúan las ondas de ultrasonido terapéutico al contacto con los tejidos, debemos primeramente conocer una característica muy importante de estos últimos. Estamos hablando de lo que se conoce como la “impedancia” o resistencia aparente. Esta se puede definir como la oposición que presentan los tejidos biológicos al paso de una corriente o energía. En términos generales, la impedancia de un tipo de tejido específico estará determinada por su densidad y elasticidad.
Ahora, para que la transmisión de energía entre dos medios sea la óptima, la impedancia de ambos medios deberá ser lo más parecida posible. Como es fácil de suponer, la impedancia de un tejido biológico difiere mucho de la impedancia de los componentes de un equipo de ultrasonido terapéutico. En consecuencia, la energía trasmitida experimentará una considerable atenuación debido a la divergencia resultante. Justamente aquí es donde entran en escena ciertos fluidos, como el gel y otras cremas constituidas principalmente de agua. Su función es acoplar lo más posible, los medios que intervienen en la transmisión de energía.
Cuando se aplica un ultrasonido terapéutico a los tejidos biológicos, estos últimos absorben la energía siguiendo un patrón. Así tenemos, que la mayor parte de energía es absorbida por los tejidos más superficiales de la piel. El resto de la energía alcanza los tejidos más profundos, en función de ciertos factores, como son principalmente la potencia y el tipo de onda del ultrasonido terapéutico aplicado. Así tenemos, que en promedio, la energía del ultrasonido terapéutico de 1Mhz alcanza una profundidad de 6mm en tendones, 9mm en músculo y 50mm en tejido graso. Por su parte, si hablamos de una frecuencia de 3Mhz, en promedio se llegarán a profundidades de 2mm en tendones, 3mm en músculo y 15mm en tejido graso.
De lo anterior se puede concluir que la composición de cada tejido interviene directamente en su capacidad de absorción de energía. Aquellos con mayor presencia de proteína, como por ejemplo ligamentos, tendones y músculo, serán capaces de absorber mayor energía. Mientras que los que contengan gran cantidad de agua, como la sangre y la grasa, absorberán poca energía.
Modos de ultrasonido terapéutico
Básicamente existen dos modos de aplicar una onda de ultrasonido terapéutico: modo continuo y modo de pulsos.
Modo continúo
En el modo continuo, las ondas de ultrasonido no experimentan interrupciones durante el proceso de aplicación. Este modo se utiliza con fines terapéuticos en pacientes cuyas estructuras tendinosas y periarticulares afectadas, se encuentran a una profundidad considerable.
Modo pulsátil
En el modo pulsátil, las ondas de ultrasonido se aplican a intervalos periódicos denominados pulsos. El modo pulsátil o de pulsos de ultrasonido terapéutico de aplica a pacientes que presentan cuadros de procesos inflamatorios agudos. Suele ser el modo preferido por los profesionales de la salud que aplican el ultrasonido terapéutico como parte tratamientos o terapias.
En el modo pulsátil del ultrasonido terapéutico, los períodos de los pulsos se dividen generalmente en tiempos de 2ms con variables que incluyen subdivisiones. Las más comunes son de 1:2, 1:4, 1:7 y 1:10 donde la primera cifra hace referencia al período activo del pulso y la segunda cifra al número de períodos que permanece en reposo.
¿Qué efectos produce la aplicación del ultrasonido terapéutico?
La aplicación de ondas de ultrasonido terapéutico al cuerpo humano, genera ciertos efectos tanto de tipo físico como biológico. A continuación, enlistamos los más relevantes:
Efecto térmico
La aplicación de una señal de frecuencia elevada, como es el caso del ultrasonido terapéutico provoca que las moléculas y estructuras que componen los diferentes tejidos, vibren. Como consecuencia de tal vibración, se genera un incremento de temperatura, con mayor incidencia en tejidos con presencia de colágeno.
Efecto mecánico
El efecto mecánico producido es el movimiento intracelular. Esto ocurre como consecuencia de la aplicación de las ondas ultrasónicas. Los principales beneficios en torno al presente efecto, tienen que ver con el mejoramiento de la permeabilidad celular y sus procesos de difusión.
Efecto biológico
Desde el punto de vista biológico, se consigue tanto una vasodilatación como una estimulación de la función celular, lo cual favorece notablemente a la regeneración de las estructuras de los tejidos.
Efecto químico
El principal efecto químico que puede producir la aplicación de ondas de ultrasonido terapéutico corresponde a la hidratación celular. A su vez, tal efecto contribuye al incremento del metabolismo celular y riego sanguíneo de la zona intervenida.
Cavitación
La cavitación es un efecto de la aplicación de las ondas de ultrasonido terapéutico que consiste en la formación de microburbujas al interior de los tejidos y fluidos corporales. Por un lado se forman microburbujas que contienen el gas disuelto en el medio cuando se aplican dosis de ultrasonido consideradas como terapéuticas, dando origen a lo que se conoce como cavitación estable. Por otra parte, durante los espacios de tiempo donde los ciclos del ultrasonido presentan una menor presión, se crean burbujas de corta duración que cuando se destruyen, liberan altas cantidades de energía.
El efecto de la cavitación puede perjudicar la integridad de los tejidos. Sin embargo, si la técnica utilizada es la adecuada y los niveles de ultrasonido aplicado permanecen dentro de los rangos terapéuticos, se puede minimizar notablemente.
Transmisión acústica
La transmisión acústica es un efecto que puede evidenciarse como consecuencia de la aplicación del ultrasonido terapéutico. Para fines comprensivos, se podría comparar dicho efecto con la formación de un microremolino de fluidos en torno a las estructuras vibrantes. Lo que sucede, es que la transmisión acústica interfiere en la velocidad de difusión y la permeabilidad de la membrana celular, en razón de que los iones de sodio sufren alteraciones que derivan en cambios significativos de la membrana celular. Asimismo, los iones de calcio alteran los mecanismos de control enzimático de los procesos metabólicos, particularmente de la síntesis de proteínas y secreciones celulares.
Todo lo anteriormente expuesto ocasiona un incremento de la actividad celular, lo que en definitiva contribuye a la obtención de beneficios de tipo terapéutico.
Etapas de la reparación de los tejidos biológicos mediante el uso del ultrasonido terapéutico
La reparación de los tejidos del cuerpo (reparación tisular) haciendo uso de ondas de ultrasonido terapéutico, pasa generalmente por varias etapas, así tenemos:
Uso del ultrasonido terapéutico en la etapa de inflamación
Cuando se usan ondas de ultrasonido terapéutico en zonas con procesos inflamatorios, lo que ocurre es que ciertas células, como los glóbulos blancos, plaquetas, macrófagos, mastocitos entre otras, son estimuladas. En consecuencia, su actividad se incrementa dando como resultado un proceso acelerado de reparación celular.
Durante esta etapa, la potencia de las ondas de ultrasonido aplicado debe mantenerse en un nivel moderado, a fin de no complicar el cuadro inflamatorio.
Uso del ultrasonido terapéutico en la etapa de cicatrización
Durante la etapa de cicatrización, la aplicación de ondas de ultrasonido terapéutico también puede ser de gran beneficio. Su principal beneficio en la presente etapa es la de aportar con estimulación sobre células endoteliales, fibroblastos y miofibroblastos, a fin de que su producción de tejido cicatricial se maximice.
Uso del ultrasonido terapéutico en la etapa de regeneración
En la etapa de regeneración las cicatrices adoptan características funcionales más parecidas a las de los tejidos sanos. El proceso incluye una serie cambios donde elementos como el colágeno sufren alteraciones en un período de tiempo relativamente largo.
El beneficio del ultrasonido terapéutico en la presente etapa, está en que puede influir en el proceso de regenerado del tejido cicatricial, tanto en su reorientación como en el aumento de su resistencia y movilidad, en un menor lapso de tiempo.
¿Cuándo es recomendable el uso del ultrasonido terapéutico?
El uso del ultrasonido terapéutico se recomienda principalmente como complemento en procedimientos de fisioterapia que busquen la recuperación de lesiones musculares, articulares, tendinosas y ligamentosas. Asimismo, su aplicación en modo de pulsos puede favorecer al tratamiento de patologías óseas, en razón de que su efecto térmico mejora la circulación.
¿Cuándo no es recomendable el uso del ultrasonido terapéutico?
La aplicación de procedimientos que involucren el uso de ondas de ultrasonido terapéutico, no suelen conllevar riesgos elevados que atenten contra la salud o integridad de un paciente. Sin embargo, hay circunstancias en las que se debería evitar su uso. A continuación enlistamos las principales:
- En pacientes que utilicen marcapasos o con enfermedades cardíacas.
- En zonas donde se haya determinado la presencia de tejido canceroso.
- En zonas del cuerpo cercanas al vientre de una mujer en proceso de gestación.
- En zonas del cuerpo que presenten heridas expuestas o sangrantes.
- En pacientes con embolias, arteriosclerosis, trombosis o hemofilia.
- En pacientes con artritis aguda supurada.
En pacientes con miositis osificante.
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