Ultra-Som

Bases Físicas

EFEITO PIEZOELÉTRICO
Ao se aplicar pressões sobre certos cristais e certos materiais policristalinos (ex : PZT), produzem-se trocas elétricas na superfície externa do material piezoelétrico. Este é o efeito piezoelétrico, que é também observado no corpo humano, especialmente em tecido ósseo, fibras colágenas e proteínas. Acredita-se que este fenômeno possa modular respostas biológicas importantes no organismo.

EFEITO PIEZOELÉTRICO INVERTIDO
Ocorre quando uma corrente elétrica alternada é aplicada a um material, e este altera sua forma acordo com a freqüência do campo elétrico alternado.

O material se transforma, assim, numa fonte sonora, gerando uma transdução de energia eletro-mecânica.

Atualmente usa-se quartzo, titanato de bário e zirconato-titanato de chumbo (PZT) para gerar ultra-sons mediante o efeito piezoelétrico inverso.

PRINCIPAIS COMPONENTES DA ONDA
O comprimento de onda se expressa pela relação L x f = c , onde L é comprimento de onda, f é a freqüência e c é a velocidade de propagação (m/s)

Visto que a freqüência do equipamento é ajustável e a velocidade de propagação é determinada pelo meio, o comprimento da onda depende também deste último.

TRANSMISSÃO DO ULTRA-SOM TERAPEUTICO ATRAVÉS DOS TECIDOS.

VELOCIDADE DO SOM
A velocidade (c) com que as vibrações ultrassônicas são transmitidas através do meio é inversamente proporcional à raiz quadrada do produto da densidade (rho) e da compressibilidade adiabática do material (b). De uma forma mais simples, quanto mais denso e duro é o tecido, mais rápido o som se propaga. Nos tecidos biológicos, isso se retrata no fato do som se propagar mais rápido através do osso que através da pele.

c = √rho x b

obs: adiabático: referente ao processo de transformação de um sistema sem a ocorrência de trocas térmicas.

IMPEDÂNCIA ACÚSTICA DO TECIDO
É um parâmetro do material que depende da densidade de massa e da velocidade de propagação. É necessário o valor da densidade de massa para determinar a impedância acústica específica e, em conseqüência a reflexão.

Dessa forma o valor da impedância acústica obtida através do produto da densidade (rho) e da velocidade do som no meio.

Exemplo:
Na interface entre o tecido humano e o ar, somente cerca de 0.01% da energia incidente é transmitida, o restante é refletida. Isto ilustra a importância do uso de um meio de acoplamento (gel) entre o transdutor e a pele, tanto no US terapêutico como o diagnóstico. Esse fato implica também na necessidade de manter o cabeçote do US sempre em contato com a pele, evitando-se dessa forma, um excesso de energia que retorne ao cabeçote (por reflexão do ar)
o qual poderia danificar/ descalibrar o UST.

Aplicações: algumas reflexões (próximas a 50%) podem ocorrer nas interfaces entre os tecidos, como entre o osso e o tecido, osso e gás

Qual a relação entre densidade do meio irradiado e velocidade de propagação?

A densidade de massa do meio e a impedância acústica específica determinam a resistência do tecido às ondas ultrassônicas. A densidade de massa também determina em parte a velocidade de propagação (quanto maior a densidade, maior a velocidade de propagação).

Na prática isso resulta, em parte, no quanto a energia do UST chega ao foco de lesão e profundidade de penetração.

REFRAÇÃO E REFLEXÃO
Na refração ocorre desvio da direção de propagação do feixe ultrassônico (feixe muda de direção), geralmente relacionado à uma incidência não perpendicular das ondas sônicas. Quando se incide perpendicularmente o feixe ultrassônico no tecido (paralelo com a normal), evita-se a refração mas aumenta-se o risco do aparecimento de ondas estacionárias, especialmente se houver a permanência do cabeçote sem movimentação sobre a área irradiada

... quais as influencias clínicas desse fenômeno?

A reflexão produz-se nos limites entre tecidos diferentes onde há a transição das velocidades de propagação da onda (por exemplo, nas interfaces entre osso e periósteo/ tecido subcutâneo). A quantidade de energia refletida depende das impedâncias acústicas específicas dos diversos meios. No corpo, a reflexão só se produz significativamente (+ ou - 30%) na transição entre tecidos moles e osso. Isso significa que pode haver acúmulo de energia no tecido periósteo, podendo gerar danos teciduais em doses elevadas de energia, causando dor e dano tecidual. Os fenômenos de refração e reflexão também influenciam de forma importante os efeitos de cavitação tecidual (ver subtópico mecanismo de cavitação)

SOBREPOSIÇÃO DAS ONDAS
Interferência construtiva:
Ocorre a sobreposição de ondas em fase (ou seja, quando os picos e vales de duas ou mais ondas estão em concordância) gerando a soma da amplitude dessas, ou seja, aumentando a intensidade da onda.

Interferência destrutiva:
Ocorre quando a sobreposição das ondas não está em fase (ou seja, quando os picos e vales de duas ou mais ondas estão discordantes) levando à diminuição e até a anulação total da amplitude dessas, o que implica na anulação do efeito do US

Introdução
Bases Físicas
Comportamento do Feixe do Ultra Som
US x Tecido
Aplicação
Período de Aplicação
Procedimento de Aplicação
Início e Frequência de Tratamento
Dosimetria
Efeitos no Tecido Biológico
Mecanismo de Analgesia
Ultra-som no Reparo Ósseo
Ultra-som no Reparo Tendíneo
Lesões Musculares
Mecanismo de Estímulo à Circulação Sanguínea
Terapia por Ultrassonoforse
Contra - Indicações
Referências Bibliográficas