Fundamentos de Ultrasonido, Diatermia y Electroterapia en Fisioterapia

Ultrasonido Terapéutico

Definición General

El ultrasonido es un tipo de sonido con una frecuencia mayor de 20,000 Hz. Se manifiesta en ondas que transmiten energía al comprimir y refractar de forma alternativa un material.

Los seres humanos podemos oír sonidos con una frecuencia de entre 16 y 20,000 Hz.

Principios del Ultrasonido Terapéutico

Utiliza una frecuencia de 0.7 a 3.3 MHz y tiene una absorción con una profundidad de 2 a 5 cm en partes blandas. Al transmitirse, las ondas del ultrasonido (US) causan un ligero movimiento circular del material, pero no lo transportan junto con la onda.

Efectos del Ultrasonido

Térmicos: Aumento de la temperatura de los tejidos.
No térmicos: La corriente acústica, la microcorriente y la cavitación pueden alterar la permeabilidad de la membrana celular.

Propiedades de la Onda Ultrasónica

El ultrasonido es una onda de sonido de alta frecuencia que puede ser descrita por su intensidad, frecuencia, ciclo de trabajo, área radiante eficaz (ARE) y el coeficiente de no uniformidad del haz (CNH). Entra en el cuerpo y es atenuado en los tejidos por absorción, reflexión y refracción.

Atenuación

Es la disminución de la intensidad del ultrasonido conforme atraviesa los tejidos. Es mayor en los tejidos con alto contenido de colágeno y con la utilización de ultrasonidos de alta frecuencia.

Absorción

Es la conversión de la energía mecánica del ultrasonido en calor.

Coeficiente de absorción

Es el grado en el que un material absorbe el ultrasonido.

Compresión

Aumento de la densidad de un material al ser atravesado por las ondas de ultrasonido.

Rarefacción

Disminución de la densidad de un material al ser atravesado por las ondas de ultrasonido.

Profundidad intermedia

Profundidad del tejido a la cual la intensidad del ultrasonido es la mitad de su intensidad inicial.

Cavitación

Es la formación, crecimiento y pulsaciones de burbujas llenas de gas por el ultrasonido.

Durante la compresión, las burbujas se hacen pequeñas.
Durante la rarefacción, se expanden.

Microcorrientes

Son remolinos a pequeña escala que se producen cerca de cualquier objeto pequeño que vibra. Ocurren alrededor de las burbujas de gas puestas en oscilación por la cavitación.

Onda estacionaria

Se produce cuando el transductor del ultrasonido y una superficie reflectante están separadas por un múltiplo exacto de longitudes de onda, permitiendo que la onda reflejada se superponga sobre la onda incidente que entra en el tejido.

Reflexión

Es la redirección de un haz incidente separándose de una superficie con un ángulo igual y opuesto al ángulo de incidencia.

Hay un 100% de reflexión del ultrasonido en la interfase entre el aire, por lo que se utiliza un medio de transmisión (gel).

Refracción

Es la redirección de una onda al incidir en una superficie. La onda del ultrasonido entra en el tejido con un ángulo y continúa a través del tejido con otro ángulo diferente.

Campo cercano y lejano

El campo cercano, también conocido como zona de Fresnel, es la región convergente. En el campo cercano hay interferencia que varía la intensidad del ultrasonido.
El campo lejano, también denominado zona de Fraunhofer, es la región divergente. En el campo lejano no hay mucha interferencia, por lo que la intensidad es más uniforme.

Coeficiente de No Uniformidad del Haz (CNH)

Es el coeficiente entre la intensidad espacial máxima y la intensidad espacial media. La mayoría de los equipos tienen valores de 5:1 y 6:1.

Piezoelectricidad

Es la propiedad de un material de generar electricidad en respuesta a una fuerza mecánica o de cambiar de forma en respuesta a una corriente eléctrica.

Generación y Transmisión del Ultrasonido

¿Cómo se genera el ultrasonido?

Se somete a una descarga eléctrica a un dieléctrico cristalino (cristal). Entonces, la estructura cristalina se contrae y se dilata en dependencia de la frecuencia de la corriente.

Transductor o cabezal

Es el cristal que convierte la energía eléctrica en sonido. Suelen estar fabricados de zirconato de plomo.

Haz del ultrasonido

El haz ultrasónico tiene forma cónica convergente al salir del cabezal y luego se convierte en un cono divergente a medida que avanza.

Parámetros de Tratamiento (TX)

Área de Radiación Efectiva (ARE)

Es el área del transductor que irradia energía. Como el cristal no vibra de manera uniforme, el ARE es siempre más pequeña que el área del cabezal de tratamiento.

Un cabezal grande de 5.0 cm² tiene un campo cercano de 10 cm.
Un cabezal chico de 0.5 a 0.8 cm² tiene un campo cercano de 2 cm.

Ciclo de trabajo

Es la proporción del tiempo total de tratamiento en la que el ultrasonido está activado. Se puede expresar como porcentaje o como cociente.

Cuando el objetivo es aumentar la temperatura, se debe usar un ciclo de trabajo del 100% (ultrasonido continuo).
Cuando se desean obtener solo los efectos no térmicos sin calentamiento, se debe utilizar ultrasonido pulsátil con un ciclo de trabajo del 20% o inferior.

Ultrasonido continuo vs. pulsátil

US Continuo: Liberación continua de ultrasonido a lo largo del período de tratamiento.
US Pulsátil: Liberación intermitente de ultrasonido. La liberación se realiza en pulsos de encendido y apagado, lo que minimiza sus efectos térmicos.

Potencia

Magnitud de energía acústica por unidad de tiempo, expresada en vatios (W).

Frecuencia

Es el número de ciclos de compresión-rarefacción por unidad de tiempo, expresado en ciclos por segundo o hertzios (Hz).

El ultrasonido terapéutico tiene un rango de frecuencias de entre 1 y 3 millones de ciclos por segundo (es decir, 1 a 3 MHz).
Para tejidos de hasta 5 cm de profundidad, se usan frecuencias de 1 MHz.
Para tejidos de 1 a 2 cm de profundidad, se utilizan 3 MHz.

Intensidad

Potencia por unidad de área del transductor de ultrasonido, expresada en vatios por centímetro cuadrado (W/cm²).

Intensidad espacial máxima y media

Intensidad espacial máxima: Es la intensidad máxima de ultrasonido sobre el área del transductor. La mayor intensidad se produce en el centro del haz.
Intensidad espacial media: Es la intensidad media del ultrasonido sobre el área del transductor.

Intensidad temporal y espacial máxima

Es la intensidad espacial media del ultrasonido durante el tiempo de encendido del pulso. Es una medición de la cantidad de energía liberada sobre el tejido.

Intensidad espacial y temporal media

Es la intensidad espacial media del ultrasonido promediada sobre el tiempo de encendido y de apagado del pulso.

Duración del tratamiento

Para la mayoría de las aplicaciones térmicas o no térmicas, el ultrasonido se debe aplicar durante 5-10 minutos para cada área de tratamiento que sea el doble del ARE del transductor.

Frecuencia y Técnica de Aplicación

¿Cada cuánto se aplica el ultrasonido?

Durante la fase subaguda o crónica de la cicatrización, se recomienda el uso de ultrasonido térmico 3 sesiones a la semana. En fases anteriores, el ultrasonido no térmico se puede aplicar incluso una vez al día.

¿Qué tan rápido se mueve el cabezal?

El transductor de ultrasonido se mueve a una velocidad aproximada de 4 cm/s, lo suficientemente rápido como para mantener el movimiento y lo suficientemente lento como para mantener el contacto con la piel.

Efectos Fisiológicos y Aplicaciones

Efectos térmicos

Aceleración del metabolismo.
Reducción o control del dolor y del espasmo muscular.
Aceleración de la velocidad de conducción nerviosa.
Aumento del flujo de sangre.
Aumento de la extensibilidad de partes blandas.

¿De qué depende el aumento de temperatura?

El aumento de temperatura varía en función del tejido, la frecuencia, la intensidad media y la duración de la aplicación. La velocidad a la cual se mueve el transductor no afecta al aumento de temperatura producido.

Una intensidad de 1 W/cm² y una frecuencia de 1 MHz calienta alrededor de 0.2 °C por minuto.
La temperatura más alta se suele alcanzar en las interfases entre partes blandas y hueso.
El movimiento del transductor ayuda a igualar la distribución del calor.
Si la intensidad es demasiado alta, el paciente se quejará de dolor profundo debido al sobrecalentamiento del periostio.

Efectos no térmicos

Aumenta los valores de calcio intracelular.
Aumenta la permeabilidad de la piel y la membrana celular.
Aumenta la degranulación de los mastocitos.
Favorece la respuesta de los macrófagos.
Aumenta la tasa de síntesis proteica de los fibroblastos.
Aumenta la síntesis de óxido nítrico.
Estimula la síntesis de proteoglucanos.

Aplicaciones según el efecto

Térmicos: Antes del estiramiento de partes blandas acortadas y para mitigar el dolor.
No térmicos: Para alterar la permeabilidad de la membrana celular y acelerar la cicatrización de los tejidos.

Aplicaciones Clínicas Específicas

Acortamiento de partes blandas: El aumento de temperatura aumenta transitoriamente su extensibilidad.
Control del dolor: Puede controlar el dolor alterando su transmisión/percepción o modificando la causa subyacente.
Úlceras dérmicas: Algunos estudios han observado que acelera la cicatrización de úlceras vasculares y de presión, aunque la evidencia no es concluyente.
Incisiones quirúrgicas en la piel: Se ha demostrado que es beneficioso en la cicatrización de incisiones quirúrgicas.
Lesiones tendinosas y ligamentosas: Ayuda a cicatrizar tendones y ligamentos y es beneficioso en la inflamación de tendones.
Fracturas óseas: Dosis bajas pueden reducir el tiempo de consolidación de una fractura.
Fonoforesis: Aplicación de ultrasonido en combinación con un fármaco tópico (corticoides, AINE) para tratar la inflamación localmente.

Indicaciones, Contraindicaciones y Precauciones

Indicaciones

Trastornos osteomioarticulares traumáticos o degenerativos
Fracturas óseas
Retracciones musculares
Fibrosis musculotendinosas
Esguinces
Disfunciones de la ATM
Bloqueo del dolor
Úlceras
Enfermedad de Dupuytren
Trastornos circulatorios
Solución del hematoma

Contraindicaciones

Tumor maligno
Embarazo
Tejido del sistema nervioso central expuesto
Cemento articular
Componentes plásticos
Marcapasos
Área del corazón
Tromboflebitis
Cráneo
Ojos
Órganos reproductores

Precauciones

Inflamación aguda
Placas epifisarias
Fracturas
Implantes de mama

Diatermia

Es la aplicación de energía electromagnética para producir calor y otros cambios fisiológicos en los tejidos.

Tipos de Diatermia

Onda corta: Frecuencia de 1.8 a 30 MHz y longitud de onda de 3 a 200 m.
Microonda: Frecuencia de 300 MHz a 300 GHz y longitud de onda de 1 mm a 1 m.

Modalidades

Diatermia de Onda Corta Continua (DOC): Se usa para elevar la temperatura del tejido.
Diatermia de Onda Corta Pulsada (DOCP): El calentamiento no es el principal mecanismo de acción terapéutica.

Principios Físicos

Radiación electromagnética de frecuencia baja: No es ionizante, no puede romper enlaces moleculares. Abarca ondas de frecuencia extremadamente bajas, ondas cortas, microondas, IR, luz visible y UV.
Radiación de microonda: Radiación no ionizante con un rango de frecuencia de 300 MHz a 300 GHz. Es reflejada en las interfases tisulares, produciendo más calor en esas zonas.
Radiación de onda corta: Radiación no ionizante en el rango de frecuencia de 3 a 30 MHz. No es reflejada por los huesos, por lo que no se concentra en el periostio.

Tipos de Aplicadores

Bobinas de inducción

Una bobina por la que fluye corriente eléctrica alterna produce un campo magnético perpendicular que induce corrientes eléctricas en espiral en los tejidos.

Placas de capacitancia

Placas de metal donde una corriente alterna de alta frecuencia fluye de una placa a otra a través del paciente, produciendo un campo eléctrico que aumenta la temperatura del tejido.

Magnetrón

Produce una corriente alterna de alta frecuencia en una antena. Se utiliza para aplicar diatermia por microonda (DMO). Genera más calor en la piel superficial y permite concentrar la aplicación en zonas pequeñas.

Efectos a Nivel Molecular

Vibración de iones

La corriente de alta frecuencia genera un campo eléctrico alternante.
Este campo hace que los iones se aceleren en direcciones opuestas de forma continua.
El movimiento oscilante provoca choques con moléculas vecinas.
Estos choques aumentan la agitación molecular, lo que genera calor.

Rotación de dipolos

Las moléculas con polaridad, como el agua, se comportan como dipolos.
Al aplicar una corriente de alta frecuencia, el campo electromagnético cambia la polaridad de la molécula millones de veces por segundo.
Este cambio constante obliga a las moléculas a girar repetidamente.
El giro continuo provoca fricción entre moléculas, lo que genera calor.

Efectos Fisiológicos

Efectos térmicos: Vasodilatación, aumento de la velocidad de conducción nerviosa, elevación del umbral del dolor, alteración de la fuerza muscular, aceleración de la actividad enzimática, aumento de la elasticidad de partes blandas.
Efectos no térmicos: Aumento de la perfusión microvascular, activación de factores de crecimiento, activación de macrófagos, y modulación del crecimiento celular.

Efectos en vasos sanguíneos

Estimula la circulación sanguínea y linfática con temperaturas de 41 °C a 45 °C. Tras una constricción inicial, se produce una dilatación generalizada.

Intensidad media-baja (20 min): Mejora significativa del flujo.
Intensidad alta (10 min): Riesgo de vasoconstricción y estasis.
Se debe tener precaución en casos de patología arterial.

Dosificación

Depende de la intensidad del aparato, la duración del tratamiento y la frecuencia de impulsos.

Intensidad: Se regula según la sensación del paciente.
Duración: Varía según el tipo y gravedad del trastorno.
Frecuencia de sesiones: Trastornos agudos (10-15 sesiones), trastornos subagudos y crónicos (20-25 sesiones).

Diatermia por Radiofrecuencia (RF)

La radiofrecuencia (RF) se engloba dentro de la radiación no ionizante. Las ondas de RF van de los 3 kHz a los 300 MHz.

Efectos en tejido adiposo

El tejido adiposo se calienta significativamente en las aplicaciones capacitativas.

Modalidades de RF

Monopolar: Una carga electrostática residual en su superficie se disipa a tierra.
Bipolar: Cuenta con un electrodo activo y uno pasivo o dispersivo. Permite una aplicación estática y dinámica.

Técnica Capacitativa vs. Resistiva

Capacitativa (15 a 20 minutos): Electrodos recubiertos con una capa aislante. Aumenta la temperatura por la fuerza electromotriz. Usada en tejidos con mayor cantidad de agua.
Resistiva: Electrodos no recubiertos. El aumento de temperatura ocurre por el efecto Joule. Usada en tejidos con menor porcentaje de agua.

Dosificación por Sensación Térmica

Incremento en la distensibilidad del colágeno: Sensación de calor moderado.
Retracción del tejido: Sensación de calor intenso que roce el umbral del dolor.

SUBMITIS (atérmico): 30 a 35°C, sin incremento consciente del calor.
MITIS (térmica ligera): 35 a 38°C.
NORMALIS (calentamiento elevado): 38 a 41°C, tolerable.
FORTIS (térmica muy elevada): >42°C, puede ser molesta.

Selección de Frecuencia

Frecuencias bajas (300-700 kHz): Para tejidos más profundos, mejorar la circulación y estimular la regeneración.
Frecuencias altas (700-1000 kHz): Para tratamientos más superficiales (piel, grasa) con fines regenerativos y de hidratación.

Colocación de Electrodos

Coplanar: Electrodos en paralelo. Disminuyen la resistencia y generan menor incremento de temperatura.
Transversal: Tejidos en serie. Consigue mayor incremento de temperatura, incluso a mayor profundidad.

Puntos Clave en la Aplicación

No aplicar simultáneamente con otros agentes físicos.
El gel de ultrasonido es bueno para equipos capacitivos, pero con los resistivos puede sobrecalentarse.
Comenzar la emisión una vez se apoya el electrodo activo.
A mayor potencia, mayor incremento de temperatura. Si se eleva muy rápido, no se alcanzarán los tejidos profundos.
A mayor potencia, se recomiendan movimientos más rápidos del cabezal y un área de trabajo mayor.
A menor velocidad, mayor incremento de temperatura.

Indicaciones y Contraindicaciones

Indicaciones

Onda Corta Continua: Trastornos de la circulación, procesos inflamatorios (codo de tenista, bursitis), aceleración de cicatrización, dolor, hipertonía muscular.
Onda Corta Pulsada: Postraumáticos (esguinces, contusiones), postoperatorios, procesos inflamatorios (bursitis, lumbalgia), trastornos circulatorios periféricos.

Contraindicaciones

Tuberculosis, fiebre, infección local
Marcapasos, embarazo, cáncer/tumores
Artritis reumatoide
Ojos, testículos, epífisis en crecimiento
Implantes metálicos, alteración de la sensibilidad
Tratamiento anticoagulante, trastorno arterial o venoso
Trastorno cardíaco, enfermedades infecciosas, inflamación aguda

Precauciones

Material electrónico o magnético cercano
Obesidad
DIU de cobre
Inmadurez esquelética

Complicaciones

Nódulos subcutáneos
Fibrosis post-shocks térmicos
Quemaduras internas y externas
Incremento de la fibrosis post-lipoaspiración
Lesiones nerviosas

Electroterapia

Es la aplicación de energía electromagnética al organismo con el fin de producir reacciones biológicas y fisiológicas para encaminar a los tejidos hacia su recuperación.

Conceptos Fundamentales de Electricidad

Corriente eléctrica

Un flujo de partículas cargadas.

Bajos conductores: Hueso, grasa, piel gruesa, pelo, uñas.
Medianos conductores: Piel, tendón, fascia, cartílago.
Buenos conductores: Sangre, linfa, líquido intra y extracelular, músculo, vísceras, tejido conjuntivo, tejido nervioso.

Electricidad

Es la manifestación de la energía de los electrones que proceden de átomos que se reúnen o desplazan.

Polaridad

La materia tiende a estar equilibrada. Los electrones se mueven desde donde abundan hacia donde faltan.

Ánodo: Zona cargada positivamente.
Cátodo: Zona cargada negativamente.

Carga eléctrica

Cantidad de electricidad o número de electrones disponible. Su unidad es el culombio (C).

Diferencia de potencial, tensión o voltaje

Es la fuerza impulsora que induce a los electrones a desplazarse. Su unidad es el voltio (V).

Intensidad (I)

Cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo. Su unidad es el amperio (A).

Resistencia (R)

Fuerza de freno que opone la materia al paso de los electrones. Su unidad es el ohmio (Ω).

Potencia (W)

Es la velocidad con que se realiza un trabajo. Es producto del voltaje por la intensidad. Su unidad es el vatio (W).

Trabajo (J)

Es la potencia multiplicada por un determinado tiempo. Se expresa en julios (J).

Tipos de Corrientes Eléctricas

Corriente Directa (CD): Flujo unidireccional. Usada para iontoforesis y contracción en músculos denervados.
Corriente Alterna (CA): Flujo bidireccional. Usada para control de dolor y contracción muscular.
Corriente Pulsada: Flujo interrumpido. Usada para control de dolor, cicatrización tisular y contracción muscular.

Parámetros de la Corriente Pulsada

Es un flujo interrumpido de partículas cargadas. Puede ser monofásica (unidireccional) o bifásica (bidireccional).

Duración del ciclo

Es la duración de un ciclo de Corriente Alterna, desde que parte de la línea isoeléctrica hasta que vuelve a ella tras completar ambas direcciones.

Duración del pulso

Es la cantidad de tiempo que dura cada pulso, desde el inicio de la primera fase hasta el final de la última. Se expresa en microsegundos (µs). Breve para dolor y larga para contracción muscular.

Duración de la fase

Es el tiempo que dura una fase del pulso. En corrientes monofásicas, es igual a la duración del pulso.

Intervalo intrapulso

Es la cantidad de tiempo que transcurre entre los pulsos.

Amplitud

Es la magnitud de la corriente o voltaje, también llamada intensidad o fuerza. Afecta la percepción de la estimulación y los tipos de nervios activados.

Frecuencia

Es el número de ciclos o pulsos por segundo, medido en hertzios (Hz) o pulsos por segundo (pps).

Tiempo de encendido y apagado

Se usan para producir contracciones musculares repetitivas.

Tiempo de encendido: Tiempo durante el cual se producen los pulsos (contracción).
Tiempo de apagado: Tiempo en el que no fluye corriente (relajación).
Ejemplo: Un ciclo 10:50 significa 10 segundos de encendido y 50 de apagado.

Rampa ascendente y descendente

Rampa ascendente: Tiempo que tarda la amplitud en aumentar desde cero hasta su máximo.
Rampa descendente: Tiempo que tarda la amplitud en disminuir desde su máximo hasta cero.

Las rampas se utilizan para mejorar la comodidad del paciente durante las contracciones eléctricas.