Equipo de Ultrasonidos PDF

1.3.3. Equipo de Ultrasonidos - Generalidades: Los ultrasonidos son vibraciones acústicas o sonoras de una frecuencia superior a 16.000 Hz, que corresponden al umbral de la audición humana; aunque los niños tienen un límite de 20.000 Hz, consideramos como límite agudo medio los 16.000 HZ de los...

1.3.3. Equipo de Ultrasonidos - Generalidades: Los ultrasonidos son vibraciones acústicas o sonoras de una frecuencia superior a 16.000 Hz, que corresponden al umbral de la audición humana; aunque los niños tienen un límite de 20.000 Hz, consideramos como límite agudo medio los 16.000 HZ de los ultrasonidos. Comentar como curiosidad que ciertos animales son capaces de emitir y percibir sonidos de mucha más alta frecuencia y, en su caso, los ultrasonidos sí serán audibles. Las vibraciones sonoras son vibraciones mecánicas en un medio elástico que, partiendo de un foco generador, se propagan a través de este medio como un movimiento ondulatorio a una velocidad determinada. En general, las ondas sónicas se clasifican, por su frecuencia, en: Subsónicas (Infrasonidos): son ondas por debajo de 16 vibraciones por segundo o, lo que es igual, de menos de 16 Hz, que es el límite inferior de audición del oído humano. Vibraciones más lentas quizá podremos notarlas, pero nunca oírlas. Sónicas o Sonoras (Sonidos): son las ondas entre 16 y 16.000 Hz, que conforman todo el espectro de sonidos que el hombre es capaz de escuchar. Hay animales, como perros, delfines o mosquitos, capaces de oír sonidos más agudos, de 25 KHz y aún más, pero estas ondas ya no entran dentro de espectro de los sonidos. Ultrasónicas (Ultrasonidos): son las ondas mecánicas que tienen una frecuencia superior a los 16.000 Hz, aunque los utilizados en medicina son, habitualmente, de frecuencia superior a 0,5 Megahercios (MHz). Suelen oscilar entre 0,5 y 3 MHz para su uso terapéutico y entre 1 y 10 MHz en ecografía. Así, definiremos los ultrasonidos como vibraciones mecánicas de alta frecuencia, generadas en un rango superior al audible. En contraste con las ondas electromagnéticas, estas vibraciones necesitan de un medio físico (sólido, líquido o gaseoso) para su propagación, no se pueden propagar en el vacío. Las ondas ultrasónicas viajan prácticamente a la misma velocidad que las ondas de sonido. Sin embargo, una onda ultrasónica se atenúa mucho más rápidamente que una onda de sonido común. Las frecuencias más usadas en terapia ultrasónica son las de 1 y 3 Mhz respectivamente, frecuencias de oscilación que se obtienen al hacer pasar energía eléctrica a través de un cristal natural o artificial con cualidades piezoeléctricas. Una cuestión a tener en cuenta es que la frecuencia de 1 Mhz tiene mayor grado de penetración que la de 3 Mhz, al igual que sucede con las corrientes electromagnéticas de aplicación en terapia: mayor frecuencia menor penetración, por lo tanto, si nos enfrentamos a patologías que han alterado tejidos superficiales podemos acceder a ellas con 3 Mhz. Sin embargo, a profundidades de 3 o 4 cm, solo lograremos los resultados deseados con 1 Mhz. Por último, la intensidad del ultrasonido se mide en vatios por centímetro cuadrado y está en función de la potencia del aparato. En emisión constante podemos utilizar una intensidad entre 0,1 y 3 w/cm2 y en emisión pulsátil, las potencias pueden variar entre 0,2 y 5, con potencias medias de 0,02-1w/cm2. - Generación de ultrasonidos (US): Para la producción de ultrasonidos, contamos con un generador que produce corriente alterna de alta frecuencia y un transductor que convierte la corriente en vibraciones mecánicas (acústicas). La conversión se produce por la inversión del efecto piezoeléctrico, por el cual, al someter un cristal a una carga eléctrica, éste se deforma, deformación que modifica el medio y que se transmite como vibración mecánica. Los primeros dispositivos de aplicación de ultrasonidos consistieron en una lámina de cuarzo entre dos de acero (triplete piezoeléctrico). Actualmente se están utilizando aplicadores cerámicos de titanato de bario y titanato de plomo-circonio (llamados transductores) que presentan un coeficiente piezoeléctrico 300 veces superior al cuarzo, necesitan menor voltaje para producir la misma energía acústica (no necesitan un transformador en el cabezal) y por tanto los aplicadores pueden ser más ligeros y ergonómicos. Una ventaja importante de utilizar este método es que también es útil para detección de ultrasonidos, dado que el efecto piezoeléctrico es reversible. Ya hemos indicado que, al igual que la tensión eléctrica deforma el cristal, si le producimos una deformación mecánica, su superficie se carga. De la misma manera que con una alta frecuencia eléctrica podemos conseguir ultrasonidos, si hacemos actuar un haz de ultrasonidos sobre el mismo cristal se producirá una vibración, con la consiguiente deformación mecánica, que -a su vez- carga y descarga la superficie del cristal. Ello produce una alta frecuencia eléctrica detectable, que podemos amplificar y con la que podemos trabajar cómodamente mediante procedimientos electrónicos. Así pues, el mismo cristal que nos sirve para producir el haz de ultrasonidos puede, inmediatamente después, servirnos para detectar el eco, clave para la utilización diagnostica de los ultrasonidos.  - Efectos terapéuticos: Efectos térmicos. Cualquier tipo de energía al actuar sobre el cuerpo humano sufre una transformación en forma de calor, lo cual supone una pérdida con relación a los objetivos primarios para los cuales se usa esencialmente, por ejemplo en los ultrasonidos resulta inevitable que la agitación del tejido debida a la vibración genere calor, si debemos considerar que el calor añade una cualidad extra a la terapia con ultrasonidos es otro asunto, durante mucho tiempo se ha considerado así, con el paso del tiempo y la practica parece cada vez más claro que los resultados positivos de los US se deben fundamentalmente al efecto mecánico sobre los tejidos. En todo caso habrá que ir con exquisito cuidado no con los posibles efectos terapéuticos del calor sino con los posibles efectos nocivos en forma de posible quemadura del periostio. Cuidado especialmente al tratar zonas en que haya hueso próximo, atención a la dosis y no dejar de mover el cabezal para evitar riesgos innecesarios. Efectos mecánicos. Son los responsables de los logros obtenidos con el tratamiento con ultrasonidos, al aplicar el cabezal y conectar al cuerpo un equipo de US hacemos vibrar el tejido subyacente hasta la profundidad deseada, esa vibración de alta frecuencia es la que nos resulta útil en las tendinitis y en las cicatrices para lograr una mayor elasticidad del tejido que tratamos, esa vibración es capaz de movilizar en el ámbito celular tejido esclerotizado adherido que no podemos alcanzar con otro tipo de vibraciones manuales o con equipos de masaje. Efectos Biológicos. Estos efectos se consideran una respuesta fisiológica a las acciones mecánicas y térmicas, que favorecen la estimulación de la circulación sanguínea por vasodilatación, la relajación muscular, el aumento de la permeabilidad de la membrana y la regeneración tisular. Efectos químicos. Indudablemente los Ultrasonidos van a acelerar los procesos químicos sobre la zona en que se aplican, de igual forma que tras verter un azucarillo en el café caliente lo agitamos para que se disuelva antes, al provocar una vibración del tejido lograremos una aceleración de los intercambios en la zona, que incluirán además un aumento del riego sanguíneo durante el periodo que dura el tratamiento. Efecto masaje. Siempre que resulte agradable el contacto suave y circular del ultrasonidos encontraremos quien se pegue a él, al margen del resultado que se obtenga con el mismo. Efecto analgésico. Disminución de la transmisión del impulso nervioso y de la excitabilidad de la célula nerviosa.  - Precauciones y contraindicaciones: No existen en la actualidad unos criterios uniformes para la evaluación de riesgos producidos por los ultrasonidos, no obstante, existe un estándar propuesto por Nyborg en 1978 y que es el más seguido hasta ahora. Dicho estándar se utiliza para prevenir los efectos biológicos que pueden considerarse como peligrosos. Se consideran 100 mW/cm2 como el límite umbral por debajo del cual no se aprecian efectos biológicos. Asimismo considera que se deben evitar exposiciones a intensidades mayores a 10 W/cm2. Contraindicaciones absolutas no existen, pero sí debemos tomar precauciones en determinadas zonas como el ojo, el útero gestante, portadoras del DIU, en la región precordial, en las epífisis de crecimiento, en el cerebro, en implantes de silicona y cuidado con el ultrasonido continuo en implantes metálicos. - El equipo: El equipo consiste en un generador de alta frecuencia conectado a un cristal piezoeléctrico (cabezal de tratamiento o aplicador), este emite unas vibraciones sónicas de frecuencia 1 o 3 MHz que se propagan longitudinalmente en la dirección del ultrasonido a través de un medio elástico. (vacío no). PARAMETROS DE SALIDA. CARACTERISTICAS Rango de frecuencias entre 0.7 MHz y 10 MHz, típicas de 1 MHz y 3 MHz, con aplicadores diferentes. Dosis típica de 0.5 a 1 vatio por cm2 en el cabezal, la intensidad máxima efectiva que puede ajustarse para cualquier cabezal es de 3W/cm2. La mayor parte de los equipos ultrasónicos pueden generar energía ultrasónica continua y pulsátil. Deberá estar provisto de un temporizador ajustable que desactive la potencia de salida después de un periodo de tiempo preseleccionado. No deberá exceder, en ningún caso, de 30 ± 1 minuto.  En caso de utilizar un cabezal con una superficie radiante de diámetro mayor de 2 cm, la intensidad no deberá exceder de 2 W / cm2. La precisión de la intensidad o potencia efectiva de salida no deberá superar el ±30%. CABEZAL O APLICADOR En su interior, contiene el transductor piezoeléctrico. Actualmente se utilizan discos cerámicos de titanato de bario o titanato de plomo-circonio (PZT). Entre los titanios, el de plomo-circonio es el más ventajoso por ser menos sensible a los cambios de temperatura y resistir mejor los golpes. El aplicador tiene un indicador luminoso que se apaga en el momento en el que el cabezal hace buen contacto con la superficie a tratar. Solo emite ultrasonidos cuando el indicador está apagado. El transductor es un instrumento delicado que puede averiarse por golpes y también por calentamiento excesivo si el acoplamiento con el paciente es defectuoso, o se deja el cabezal funcionando en el aire. La superficie de contacto puede alterarse por corrosión o abrasión si la sustancia de acoplamiento o sonoforesis es inadecuada. AREA DE RADIACION EFECTIVA (ERA) Debido a que el elemento piezoeléctrico no vibra uniformemente, el área de radiación efectiva (ERA) de la cabeza de tratamiento siempre será más pequeña que el área geométrica de esta, por lo que, si tratamos con una cabeza estándar de 5 cm², solo emitirá US en un círculo central de ± 2,5 cm. Es esencial la determinación del ERA para permitir una indicación exacta de la intensidad efectiva del instrumento. Este parámetro viene indicado en el cabezal. PROPIEDADES DEL HAZ ULTRASONICO Curiosamente el haz de ultrasonido diverge, es decir, no es uniforme, por lo cual se producen zonas y puntos calientes; Debido a esta divergencia tenemos dos zonas o campos: el cercano (zona Fresnel) y el distante (zona franhoffer). El campo cercano (Fresnel) no es homogéneo, ocurren fenómenos de interferencia que provocan variaciones de su intensidad. El campo distante (Franhoffer) se caracteriza por la uniformidad del haz ya que la intensidad disminuye con la distancia y por la dispersión del mismo (divergencia). Puesto que el ultrasonido tiene un efecto en profundidad limitado, las acciones terapéuticas se producen principalmente en el campo cercano, por lo que hay que tener en cuenta las interferencias que se producen en esta zona, que pueden causar picos de intensidad muy superiores al valor ajustado. Este comportamiento no homogéneo del haz sónico se expresa por el coeficiente de no uniformidad del haz BNR. BNR. (Beam non-uniformity Ratio, coeficiente de no uniformidad del haz) Este valor viene especificado en el aplicador y determina el número de veces que se puede multiplicar la intensidad programada a causa de las interferencias en el campo cercano. Mejor cuanto menor sea. Valores típicos son entre 5 y 6. Existen dos tamaños dentro de cada frecuencia, uno de 5 cm2 para aplicaciones generales y otro de 1 cm2 para aplicaciones más localizadas, áreas más pequeñas. Otra característica propia del ultrasonido es la reflexión y refracción. Aunque el haz de ultrasonido se propaga en línea recta, como si se tratase de un haz de luz, se puede reflejar en los límites entre tejidos diferentes, generalmente se refleja un 30% del haz entre las partes blandas y el hueso. La refracción se manifiesta cuando el haz sónico no es perpendicular a los tejidos. El ultrasonido necesita un medio de contacto para poder desplazarse, tanto agua, como un globo de látex o a través de un gel conductor. - Técnica de aplicación: Los ultrasonidos se transmiten con dificultad en el aire. Por ello es necesario rellenar el espacio entre el cabezal y la piel con una sustancia (gel) con buena conductividad acústica, impedancia parecida a la piel, estéril, elevada viscosidad, poca tendencia a formar burbujas, que no manche, etc. No es aconsejable el uso de geles de eeg o ecg porque pueden ser malos transmisores del ultrasonido o incluso dañar el cabezal. En lugar del gel habitual se pueden usar gel terapéutico para la administración de fármacos antiinflamatorios, vasodilatadores, etc., aumentando su penetración por la acción de los ultrasonidos. Este sistema se llama sonoforesis. Dependiendo de la profundidad del tratamiento se usa el aplicador de 1 MHz (profundo) o el de 3 MHz (superficial). A mayor frecuencia mayor coeficiente de absorción. Modo continuo o modo pulsante, en este último caso se utiliza cuando se quiere alta energía en aplicaciones profundas a la vez que se evita el excesivo calentamiento en la zona a tratar. Durante el tratamiento se debe deslizar al aplicador en movimientos rectos o circulares para evitar puntos calientes y poder tratar una zona más extensa. Contacto indirecto a través del agua: El mejor acoplamiento lo da el agua, por tener casi la misma impedancia acústica que el tejido, por la imposibilidad de la formación de capas de aire, (debe ser previamente desgasificada para evitar la formación de burbujas de gas en la superficie del cabezal) y por la posibilidad de practicar la aplicación a la distancia que se quiera con lo cual se logra una radiación uniforme. Dado que la absorción de este medio es casi cero, la pérdida de energía es muy pequeña, con lo cual basta usar solamente el 70 % de la densidad de potencia que se usaría normalmente. Menor frecuencia = Mayor profundidad Se distinguen tres efectos mecánicos del US: -Cavitación: formación, crecimiento y vibración de burbujas de gas disuelto en sangre, causada por ultrasonidos. Puede ser estable o inestable. - Microcorrientes: remolinos a pequeña escala que se producen alrededor de las burbujas de gas oscilantes por la cavitación. - Corrientes acústicas: flujo continuo y circular de fluidos celulares inducido por el ultrasonidos. Alteran la actividad celular al transportar materiales desde una parte del campo del dispositivo a otra. - Mantenimiento: La Unidad Central no necesita cuidados especiales, solamente mantenerla limpia, libre de polvo. No usar para su limpieza productos abrasivos que puedan deteriorar las distintas partes de que está compuesta externamente o incluso su penetración en el interior del equipo. Quien necesita más cuidados es el aplicador por ser un elemento móvil, expuesto a golpes, por ello es conveniente tener en cuenta: Eliminar cuidadosamente los restos de gel al terminar un tratamiento. El cristal piezoeléctrico es muy frágil, por lo que hay que tratar con cuidado el aplicador, que no sufra golpes. Para comprobar si emite ultrasonidos se aplica gel en el cabezal observando que este vibra. Los más modernos no emiten si el cabezal no está en contacto con la piel. No se debe poner en funcionamiento el aplicador al aire mucho tiempo, las ondas al encontrar resistencia se reflejan calentando excesivamente el cabezal. Las averías se suelen producir en el circuito del aplicador. Cableado, cristal roto, falta de estanqueidad en los tratamientos subacuáticos... - Normativa: UNE-EN 60601-1 Equipos electromédicos. REQUISITOS GENERALES PARA LA SEGURIDAD UNE-EN 60601-1/A1 Equipos electromédicos. REQUISITOS GENERALES PARA LA SEGURIDAD UNE-EN 60601-1/A2 Equipos electromédicos. REQUISITOS GENERALES PARA LA SEGURIDAD UNE-EN 61689:1999 ULTRASONIDOS. SISTEMAS DE FISIOTERAPIA.