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Características de los tratamientos con ultrasonidos en fisioterapia. Artículo monográfico.

26 septiembre 2021

AUTORES

  1. Nuria Blasco Pérez. Fisioterapeuta del Servicio Aragonés de Salud.
  2. María Joaquina Casas Lázaro. Médico Rehabilitador del Servicio Aragonés de Salud.
  3. Marta Navarro Gil. Fisioterapeuta del Servicio Aragonés de Salud.
  4. Cristina Montaner Allué. Fisioterapeuta del Servicio Aragonés de Salud.
  5. María Pilar Grande Melchor. TCAE en el Servicio Aragonés de Salud.
  6. María Angélica Wenceslá Gómez. TCAE en el Servicio Aragonés de Salud.

 

RESUMEN

Los ultrasonidos (US) son ondas sonoras con frecuencias superiores a los 20.000 Hz que poseen propiedades terapéuticas, como el aumento del metabolismo tisular, la normalización del tono muscular o la disminución del dolor, la inflamación y el edema, entre otros. Se pueden aplicar de forma directa, subacuática o mixta.

Existen diferentes factores que pueden atenuar o aumentar su efecto y que conviene conocer, como son la impedancia acústica específica, la absorción, la reflexión y la refracción.

También pueden utilizarse para introducir diversos fármacos al organismo sin necesidad de pasar por el sistema digestivo, este método se denomina fonoforesis o sonoforesis.

 

PALABRAS CLAVE

Ultrasonidos, tratamiento, efectos.

 

ABSTRACT

Ultrasounds (US) are sound waves with frequencies above 20,000 Hz that have therapeutic properties, such as increasing tissue metabolism, normalizing muscle tone or reducing pain, inflammation and edema, among others. They can be applied directly, underwater or mixed.

There are different factors that can attenuate or increase its effect and that should be known, such as specific acoustic impedance, absorption, reflection and refraction.

They can also be used to introduce various drugs into the body without the need to pass through the digestive system, this method is called phonophoresis or sonophoresis.

 

KEY WORDS

Ultrasonics, treatment, effects.

 

DESARROLLO DEL TEMA

La frecuencia del sonido audible se encuentra entre 16 y 20.000Hz; las ondas sonoras con frecuencias por encima de este intervalo se denominan ultrasonidos (US)1. Los US que se utilizan en fisioterapia tienen una frecuencia comprendida entre 0.7 y 3.3 MHz2.

Generación del US:

Para que se genere el US es necesario aplicar una corriente eléctrica alterna de alta frecuencia sobre el cristal del transductor3. Dicho cristal debe tener propiedades piezoeléctricas, es decir, debe cargarse eléctricamente cuando es sometido a compresiones o tracciones mecánicas perpendiculares a su eje principal de simetría4. Cumplen dichas características los cristales de cuarzo, titanato de zirconio de plomo (TZP) y titanato de bario, entre otros, aunque los transductores actuales suelen fabricarse en TZP, porque es el material piezoeléctrico menos costoso y más eficiente3.

Pero la emisión de US se basa en el efecto piezoeléctrico inverso, que consiste en aplicar una descarga eléctrica al cristal para que éste se contraiga y dilate en función de la frecuencia de la corriente, de forma que se produce una onda sonora: el US4.

La vibración del elemento piezoeléctrico no es uniforme, por lo que la superficie del cabezal es mayor que la superficie útil o zona de irradiación eficaz (ERA). La intensidad efectiva del tratamiento depende del ERA del cabezal, que siempre es menor que el área geométrica de la superficie de contacto1. En la práctica diaria se utilizan dos tipos de ERA, uno grande, de 5 cm2, y otro pequeño, de 0,5 a 0,8 cm2,4.

Características del haz de US:

El haz de US, a la salida del cabezal, tiene una forma cónica ligeramente convergente, llamada campo cercano o zona de Fresnel, que pasada una distancia se convierte en un haz cónico ligeramente divergente, llamado campo distante o zona de Fraunhofer4.

  • Campo cercano1: el efecto terapéutico de los US tiene lugar en este campo.

En esta zona se pueden producir picos de intensidad entre 5 y 10 veces superiores a la intensidad marcada en el aparato, es el llamado coeficiente de no uniformidad del haz (BNR). En determinados tejidos, como el periostio, pueden provocar dolor, así que se recomienda un movimiento continuo del cabezal durante el tratamiento.

La longitud de este campo depende del diámetro del cabezal y de la longitud de onda del haz.

  • Campo distante1: en este campo la intensidad disminuye gradualmente y sin picos con la distancia. Con un ERA pequeño el campo lejano es más corto porque la divergencia se produce antes que con un ERA grande.

Interacción US-tejido1,4:

Existen diferentes factores a tener en cuenta a la hora de aplicar US:

  • impedancia acústica específica: cociente entre la presión acústica y la velocidad de la partícula en ese punto. A mayor densidad de masa del tejido mayor velocidad de propagación
  • la relación entre la densidad de masa y la impedancia acústica determina la resistencia del tejido a los US, de forma que en nuestro organismo la mayor impedancia corresponde al tejido óseo, y la impedancia más baja corresponde al tejido graso, sangre y piel
  • atenuación: pérdida de energía de los US al atravesar los tejidos debido principalmente a los siguientes fenómenos
    • Absorción: parte de la energía que se transforma en calor. Es directamente proporcional a la frecuencia utilizada y es uno de los objetivos del tratamiento porque produce efectos biológicos.
    • Reflexión: al pasar de un medio a otro de diferente resistencia sónica una parte de los US se refleja. A mayor impedancia acústica entre ambos medios mayor cantidad de energía reflejada, de modo que, por ejemplo, en el paso de tejidos blandos a tejido óseo la reflexión es del 30%, y en la interfase aire-piel la reflexión es del 100%, lo que hace imprescindible utilizar una sustancia de contacto cuya impedancia sea lo más parecida posible a la piel (gel acuoso).
    • Refracción: se produce cuando el haz no es perpendicular a los tejidos.

Efectos biofísicos1,2,4:

La aplicación de US tiene diferentes efectos entre los que destacan el mecánico, el térmico y el químico:

  • Mecánico: al tratarse de ondas ultrasónicas genera vibración, movimientos de compresión y expansión en el tejido, lo que se puede entender como micromasaje, esto produce leves alteraciones y deformaciones en las membranas celulares, cambios transitorios de permeabilidad o lisis celular. También pueden desencadenar reacciones bioquímicas intracelulares, cambios en la expresión génica o incluso daños en el ADN, se puede producir un incremento en la proliferación celular, por lo que son útiles para tratamiento de fracturas y heridas, pero también pueden ser útiles para inducir apoptosis, de forma que se pueden utilizar para tratamiento contra el cáncer (0,3 W/cm2, 10%)5.

Por otro lado, puede producirse un efecto de estrés mecánico llamado cavitación, consistente en la formación de microburbujas en fluidos que contienen gases disueltos, que pueden incrementar el daño hístico, de ahí que se deban tomar precauciones especiales al tratar los tejidos pulmonar e intestinal.

  • Térmico: las moléculas de los tejidos sometidos a vibración sufren un aumento de temperatura que depende del tejido, de si se aplica US continuo o pulsátil, de la intensidad, del tiempo de tratamiento y del modo de aplicación. Con aplicación continua y cabezal fijo es mucho más evidente.

La reflexión que se produce en las zonas limítrofes entre tejidos favorece este proceso, que puede darse con especial facilidad en el periostio con aplicaciones continuas, por ello hay que tener especial precaución al tratar determinadas patologías como lesiones agudas, trastornos circulatorios graves y artritis.

  • Químico: es consecuencia de la acción conjunta del efecto mecánico y térmico. Se produce una mayor difusión de sustancias, se liberan sustancias vasodilatadoras con efecto local y a distancia, se transforman geles en soles y, en general, se estimula el metabolismo celular.

Efectos biológicos2:

Los efectos biológicos son consecuencia de los efectos biofísicos, que producen respuestas fisiológicas, entre las que cabe destacar:

  • Estimulación de la circulación sanguínea por su efecto térmico.
  • mayor extensibilidad de los tejidos por su influencia sobre el colágeno, consecuencia del efecto térmico y mecánico.
  • Aumento del metabolismo tisular gracias al efecto mecánico y térmico.
  • Cambios sobre el tejido nervioso, como modificar la velocidad de conducción nerviosa, elevar el umbral del dolor e inhibir el sistema ortosimpático. Consecuencia de los efectos térmico y mecánico.
  • Relajación muscular y normalización del tono, por los cambios que produce en el tejido nervioso y el aumento de la circulación sanguínea.
  • Estimulación de la capacidad regenerativa tisular, gracias a la aceleración de la respuesta inflamatoria mediante la liberación de histamina, macrófagos y monocitos, el aumento del metabolismo tisular, el aumento de la síntesis de colágeno y la disminución del edema y del dolor.

Métodos de aplicación2:

  • Aplicación directa del cabezal sobre la zona a tratar: es el método más empleado. Requiere un gel de contacto para la transmisión de los US. Debe evitarse un exceso de presión del cabezal sobre la piel ya que al disminuir el grosor del gel de acoplamiento podrían quedar espacios insuficientemente cubiertos y la aplicación no sería uniforme.
  • Aplicación subacuática: es un buen recurso para superficies irregulares como los dedos. El agua debe estar a la temperatura corporal y para evitar la acumulación de burbujas en el cabezal o sobre la zona a tratar debe desgasificarse mediante el hervido. El recipiente que contenga el agua tiene que ser de un material con poca reflexión al haz ultrasónico, como plástico o loza. El cabezal debe situarse a menos de 3 cm de la piel y mantenerlo en movimiento constante. Si el fisioterapeuta se ve obligado a sumergir la mano es recomendable utilizar guantes de goma para evitar la captación de US.

Existe una opción, llamada burbujeante, en la que el cabezal se mantiene en un soporte de forma que el haz llegue a un reflector metálico y éste lo redirige hacia la superficie del recipiente donde se encuentra la zona a tratar. Esta modalidad requiere dosis superiores debido a la distancia entre el cabezal y la piel.

  • Tratamiento mixto: muy útil para tratar zonas cóncavas o que no pueden sumergirse. Se llena de agua una almohadilla (globo, preservativo) y se aplica gel de US en la parte en la que va a apoyar el cabezal y en la zona corporal a tratar. Con esta modalidad también es necesario aumentar la dosis.

Dosificación:

Debe entenderse como dosis una combinación de diferentes parámetros como son:

  • Frecuencia3: para tratar tejidos de hasta 5 cm de profundidad se utiliza 1 MHz, para tejidos entre 1 y 2 cm se utilizan 3 MHz. En tejidos con alto contenido en colágeno y mayor reflexión la penetración siempre será menor.
  • Ciclo de trabajo3,4: si se busca el efecto térmico hay que usar un ciclo de trabajo continuo (100%), pero si se buscan los efectos no térmicos se utiliza el US pulsátil con varias opciones disponibles, 1:1, 1:2, 1:3… De forma que una relación 1:5 se interpreta como una pulsación al 20%, es decir, por cada 10 s de ciclo 2 son de emisión y 8 de pausa. Para obtener los efectos beneficiosos del US no térmico se utiliza habitualmente en modo pulsátil con un ciclo del 20%2.
  • Intensidad3,4: para US continuo se establece un rango de seguridad terapéutica que va desde 0,1 a 2 W/cm2, para US pulsátil es de 3 W/cm2. Si el objetivo es aumentar la temperatura el paciente tiene que sentir algo de calor en torno a los 2-3 minutos de iniciar el tratamiento, en ningún caso debe sentir molestias.

Gama de intensidades (W/cm2)2:

    • US continuo: baja < 0,5; media 0,6-1; alta 1,1-1,5; muy alta 1,6-2.
    • US pulsátil: baja < 0,7; media 0,8-1,5; alta 1,6-2,2; muy alta 2,3-3.

En la práctica clínica habitual se emplean rangos de intensidad bajos: 0,3 W/cm2 para estimular la regeneración de tejidos, 0,4-0,6 W/cm2 como antiinflamatorio y analgésico en casos subagudos, 0,9 W/cm2 para casos crónicos como fibrosis y calcificaciones.

Desde hace unos años se utilizan US pulsados a baja intensidad (LIPUS) con muy buenos resultados en pseudoartrosis, incluso se considera como alternativa a la cirugía para pacientes de alto riesgo6. También han resultado beneficiosos en patologías como artrosis7 y tendinitis8, aunque en algunos de estos casos las sesiones llegaron a durar varias horas.

  • Duración3,4: entre 5 y 15 minutos en función del ERA y la zona a tratar. En general se aumentará el tiempo con intensidades o frecuencias más bajas, cuando se quieren calentar zonas de un tamaño mayor al doble del ERA y cuando se desea alcanzar una temperatura más alta en los tejidos. Normalmente se fija la duración del tratamiento entre 1 y 2minutos/cm2.2
  • Área a tratar3: una zona del doble del tamaño del ERA se puede tratar en 5-10 minutos. Cuando el objetivo es aumentar la temperatura no merece la pena tratar zonas más grandes que cuatro veces la superficie del ERA, requiere un tratamiento largo y cuando se calientan unas zonas las tratadas anteriormente se enfrían.

Indicaciones2,3,4:

La gama de indicaciones es muy amplia teniendo en cuenta la cantidad de tejidos susceptibles de absorber la energía ultrasónica (hueso, cartílago, tendón, músculo, piel, tejido nervioso…). En general, los efectos térmicos se utilizan para el estiramiento de partes blandas acortadas y disminuir el dolor, y los efectos no térmicos para alterar la permeabilidad de la membrana celular.

Trastornos susceptibles de tratamiento:

  • Anomalías postraumáticas como contusiones, distensiones o luxaciones.
  • Consolidación de fracturas. Aunque hace años se indicaba no aplicar US en fracturas actualmente sí se recomienda en dosis bajas.
  • Artrosis y artritis en función de la profundidad y fase de la enfermedad.
  • Espondilitis anquilosante.
  • Bursitis, capsulitis, tendinitis.
  • Neuropatías.
  • Síndrome del miembro fantasma.
  • Prolapso del disco intervertebral.
  • Trastornos circulatorios como Raynaud, Buerguer, distrofia de Sudeck y edemas.
  • Anomalías de la piel como cicatrices, esclerodermia.
  • Enfermedad de Dupuytren y otras retracciones musculares y fibrosas.
  • Heridas abiertas y úlceras por presión.

Contraindicaciones2,3,4:

Absolutas:

  • Ojos.
  • Zona cardíaca.
  • Embarazo.
  • Paciente portadora de DIU (por el efecto térmico).
  • Placas epifisarias.
  • Órganos reproductores.
  • Cráneo, por la posibilidad de influir en el cerebro.
  • Las primeras 48 horas tras traumatismos agudos.
  • Marcapasos.
  • Hemorragias agudas.
  • Coagulopatías.

Relativas:

  • Laminectomías, por lo expuesta que queda la médula espinal.
  • Procesos tromboflebíticos y varices.
  • Procesos sépticos.
  • Pérdida o alteraciones de la sensibilidad.
  • Diabetes mellitus no compensada.
  • Proximidad de tumores malignos aunque con determinadas dosis se destruyen zonas tumorales
  • Tejidos con irrigación inadecuada donde elevar la demanda metabólica como consecuencia del aumento de temperatura puede conllevar una respuesta vascular inapropiada.

La presencia de osteosíntesis no implica contraindicación si se emplea el modo pulsátil con intensidades bajas.

Fonoforesis o sonoforesis:

Consiste en aplicar US para introducir sustancias (fármacos) en el organismo. A diferencia de la iontoforesis, con la fonoforesis se introducen moléculas completas y no únicamente iones4.

Aunque este tipo de administración es local hay que tener en cuenta que las sustancias aplicadas se distribuyen rápidamente por todo el cuerpo a través de la circulación sanguínea3.

Como mecanismo de penetración transdérmica se acepta la teoría de que el US es capaz de aumentar la permeabilidad del estrato córneo de la piel, que normalmente actúa como barrera protectora, y es capaz de hacerlo tanto mediante los mecanismos térmicos como con los no térmicos3.

Las sustancias más comúnmente utilizadas son AINES y corticoides, aunque también se administran anestésicos como la lidocaína, sustancias irritantes como el mentol, para aliviar el dolor, y ácido acético para los depósitos cálcicos1,3,4. No es necesario que se encuentren en forma iónica como ocurre con la iontoforesis, pero sí tienen que presentarse en forma de gel.

Los parámetros de tratamiento más eficaces son 20% de ciclo de trabajo, 0,5-1 W/cm2 y 5-10 minutos de aplicación3, sin embargo en un estudio realizado sobre ATM se obtuvieron buenos resultados aplicando US al 60%, con 1 W/cm2, durante 5 minutos sobre el masetero, con un gel de contacto con 50% de dextrosa9.

Desafortunadamente, este tipo de aplicación dificulta el control preciso de la dosis administrada.

 

CONCLUSIÓN

La terapia con US está indicada en muchas y muy diversas patologías, tanto articulares, como musculares y vasculares, incluso neurológicas, lo que lo convierte en un versátil aliado que puede utilizarse como complemento a otro tipo de terapias.

 

BIBLIOGRAFÍA

  1. Ana Ma González Rebollo HURH. Libro de introducción a la electroterapia. 2014.
  2. Albornoz Cabello Manuel JMM, Toledo Marhuenda José Vicente. Electroterapia Práctica. Vol. 53, Elsevier. 2016. 1689–1699 p.
  3. Cameron MH. Agentes Físicos en Rehabilitación 5a Edición. Elsevier. 2018.
  4. Dr. Jorge E. Martín Cordero. Agentes Físicos Terapéuticos. Editorial Ciencias Médicas; 2008.
  5. Feril LB, Kondo T, Cui ZG, Tabuchi Y, Zhao QL, Ando H, et al. Apoptosis induced by the sonomechanical effects of low intensity pulsed ultrasound in a human leukemia cell line. Cancer Lett. 2005 Apr 28;221(2):145–52.
  6. Leighton R, Watson JT, Giannoudis P, Papakostidis C, Harrison A, Steen RG. Healing of fracture nonunions treated with low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS): A systematic review and meta-analysis. Injury [Internet]. 2017 Jul 1 [cited 2021 Aug 17];48(7):1339–47. Available from: http://www.injuryjournal.com/article/S0020138317303418/fulltext
  7. Zhou XY, Zhang XX, Yu GY, Zhang ZC, Wang F, Yang YL, et al. Effects of low-intensity pulsed ultrasound on knee osteoarthritis: A meta-analysis of randomized clinical trials. Biomed Res Int. 2018;2018.
  8. Best TM, Moore B, Jarit P, Moorman CT, Lewis GK. Sustained acoustic medicine: wearable, long duration ultrasonic therapy for the treatment of tendinopathy. https://doi.org/101080/0091384720151095617 [Internet]. 2015 [cited 2021 Jul 30];43(4):366–74. Available from: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00913847.2015.1095617
  9. Elerian AE, Abdelftah E, Elmakaky AM, Ewidea MMA. Effect of dextrose phonophoresis versus pulsed electromagnetic field on temporomandibular dysfunction: A randomized, controlled study. J Bodyw Mov Ther [Internet]. 2021 Apr 1 [cited 2021 Jul 30];26:347–52. Available from: http://www.bodyworkmovementtherapies.com/article/S1360859220302382/fulltext