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Ultrasonidos: Conocerlos para aplicarlos.

Figura 2. Aplicacion en region trocantereaEs posible definir a los ultrasonidos como ondas sonoras cuya frecuencia supera el umbral auditivo humano, siendo superior a 20.000 Hz. Son capaces de desplazarse por un medio determinado y su producción data de 1920, año en que el físico francés Paul Langevin observó que el fenómeno piezoeléctrico descubierto en 1880 por Pierre Curie podía ser aprovechado. En la medicina se utilizan desde 1940, mientras que su empleo con fines diagnósticos se remonta al año 1956.

El objetivo del presente artículo consiste en informar al profesional de la salud acerca del mecanismo generador de las ondas ultrasónicas, ampliamente empleadas en el campo estético, en la medicina y en la rehabilitación, e interiorizarnos en los principales fenómenos de transmisión que acompañan su uso, condicionando su comportamiento e influyendo de manera directa sobre los resultados obtenidos.

Generación de los ultrasonidos

Los ultrasonidos son generados a partir de la conversión de energía eléctrica en mecánica. Esto se logra por medio de un oscilador electrónico que entrega su energía alterna a un material piezoeléctrico, el cual posee la propiedad de deformarse al aplicarle una tensión eléctrica, y a la vez de entregar una tensión al ser sometido a una deformación mecánica.

Al aplicar presión sobre un material piezoeléctrico, se producen cambios eléctricos en la superficie externa de dicho material, conociéndose este fenómeno como “efecto piezoeléctrico”. A su vez, si se somete el material a una corriente alterna, éste experimentará cambios proporcionales a la frecuencia del campo eléctrico alternante, convirtiéndose entonces en una fuente de sonido. El efecto piezoeléctrico es, por lo tanto, reversible, siendo denominado en este último caso “efecto piezoeléctrico inverso o invertido”.

Figura 1. Generacion de ultrasonidosLos materiales más utilizados para generar ultrasonidos son el cuarzo y ciertas cerámicas piezoeléctricas que permiten la generación de impulsos de mediana potencia.

Los ultrasonidos se aplican a través de un dispositivo llamado “cabezal” o “cabeza de tratamiento”, dentro del cual se halla el material piezoeléctrico que dará origen al haz ultrasónico como consecuencia de la acción de la corriente alterna aplicada al mismo. Todo el conjunto recibe el nombre de transductor piezoeléctrico y consta de una cazoleta de aluminio en cuya cara activa se halla el cristal de cuarzo o cerámico, cementado con resina epoxi.

 

Comportamiento del haz ultrasónico en los tejidos: fenómenos de transmisión

Figura 3. Aplicacion en cara posterior de muslosSi bien los fenómenos de transmisión descritos hasta el momento son numerosos, en el presente artículo nos enfocaremos en los que adquieren una importancia crítica desde el punto de vista terapéutico.

  1. Intensidad Acústica

La Intensidad Acústica (IA) se define como la potencia sonora que fluye por unidad de superficie (W/cm²). En los campos de la terapéutica y estética se emplean valores de IA de hasta 3-5 W/cm², mientras que para las modalidades diagnósticas corresponden valores aproximados de 0,5 mW/cm².

Cuando se trabaja con valores terapéuticos de IA pueden producirse en el medio fenómenos de cavitación, los que consisten en la formación de pequeñas cavidades coalescentes o microburbujas en las que existe vacío, vapor a saturación o gases disueltos en la sustancia. La cavitación acontece tras la incidencia de las ondas ultrasónicas sobre medios líquidos, y con mayor dificultad en otros tejidos no compactos, pero para que sea visible en tejidos humanos es necesaria una presión acústica de 1 atm.

  1. 2.    Naturaleza de la onda ultrasónica

La naturaleza de la onda ultrasónica es longitudinal, ya que su dirección de propagación es igual a la dirección de la vibración. Debido a que el medio por el que dicha onda se propaga (aluminio, medio o sustancia de contacto y diferentes tejidos corporales) posee en mayor o menor medida propiedades elásticas, los ultrasonidos causan una alternancia de ciclos positivos (compresiones) y ciclos negativos (expansiones) en el mismo, originando variaciones en las presiones a este nivel.
3.    Longitud de onda
La longitud de onda dependerá de la frecuencia de emisión, de la velocidad de propagación y de las características del medio. A modo de ejemplo, podemos afirmar que la longitud de onda que corresponde a una frecuencia de emisión de 3 Mhz es de 1 mm en tejidos blandos y de 2 mm en el tejido óseo.
4.    Reflexión y refracción del sonido
La reflexión se produce principalmente en los límites entre los diferentes tejidos corporales, hallándose cuantificada en las transiciones entre tejido blando y óseo. Por otra parte, la reflexión entre el cabezal de tratamiento y el medio de contacto o de acople debe ser nula. En la tabla siguiente se detallan los porcentajes de reflexión de los límites de medios (interfases) más significativos.

 

Cabezal de tratamiento – Medio de acople 0%
Medio de acople – Piel 0,1%
Piel – Tejido graso 0,9%
Tejido graso – Tejido muscular 0,8%
Tejido muscular – Tejido óseo 34,5%

En cuanto al fenómeno de refracción, éste se produce en las zonas de incidencia no perpendicular del haz ultrasónico, siendo su magnitud similar para las frecuencias de 1 y 3 Mhz. En el organismo humano, la refracción no adquiere valores significativos.

 Absorción y penetración de la emisión ultrasónica

De lo expuesto se deduce que los ultrasonidos necesitan de un medio con cierta elasticidad para propagarse, por lo que el cuerpo humano ofrece excelentes condiciones para el empleo de esta modalidad terapéutica. Las ondas ultrasónicas pueden viajar por los tejidos corporales, y tanto su profundidad de penetración como su absorción por parte de dichos tejidos dependen en gran medida de las propiedades de los diferentes fenómenos de transmisión desarrollados en el presente artículo, como así también de la frecuencia de emisión.

En la estética, por ejemplo, se emplea la emisión de 3 Mhz., ya que posee una penetración baja -generalmente hasta la fascia muscular- y un alto coeficiente de absorción, lo que significa que los tejidos superficiales (principalmente piel y tejido adiposo) la absorben masivamente. Desde ya, este hecho posibilita una intensa acción de las ondas vibratorias a este nivel, potenciando sus efectos. La utilización de ultrasonidos de 1 Mhz., por el contrario, está ampliamente difundida en el campo de la rehabilitación, debido a que su penetración es mayor, alcanzando los tejidos profundos.

En la actualidad, se emplean también valores de frecuencia intermedios, para selectivizar aún más la acción de los ultrasonidos.

Para recordar:

Mayor frecuencia (3 MHz) = menor penetración = mayor absorción

Menor frecuencia (1 MHz) = mayor penetración = menor absorción

 

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12 Comentarios

  1. Roberto Sánchez Soto agosto 4, 2017 Reply

    Excelente nota, de gran calidad y con conceptos profundos y amplios.

  2. Dra. Raquel Pedernera mayo 18, 2016 Reply

    Excelente y muy completo artículo, muchas gracias por compartirlo y por quitarme tantas dudas!

  3. Elena Vidal marzo 24, 2016 Reply

    Este artículo es de lo mejor que encontré sobre los fenómenos de propagación de los ultrasonidos, ya que los detalla con profundidad y gran fundamentación clínica. Muchas gracias Lic. Ficetti por compartirlo con la comunidad científica.

  4. Julio Aguirre febrero 22, 2016 Reply

    Un artículo excelente, detallado, claro y preciso. Los médicos aún no sabemos tanto como creemos sobre estos temas, gracias Lic. Ficetti por acercarnos esta información tan útil en la práctica profesional. Saludos desde Colombia.

  5. Soledad López Carbo enero 12, 2016 Reply

    Excelente artículo, muy profundo, con mucha información, de gran calidad y claridad. Muy útil para la fisioterapia estética.

  6. Dra. Mariela Peralta noviembre 3, 2015 Reply

    Felicitaciones Lic. Ficetti por sacarnos tantas dudas, y escribir notas tan interesantes para todos.

  7. Margarita Quinteros octubre 28, 2015 Reply

    Como siempre Lic. Ficetti, excelente su aporte. Sin dudas es el profesional más capacitado en esta disciplina, gracias por compartir con nosotros sus conocimientos.

  8. Josefina Castroviejo abril 1, 2015 Reply

    Muy buen artículo, muy claro y concreto. Un lujo recibir info tan calificada.

  9. Justo Olivares marzo 31, 2015 Reply

    En lo personal, desconocía algunos de estos fenómenos de transmisión, me resultó super interesante este artículo. Felicitaciones.

  10. Lic. Fernando Ficetti Author
    Lic. Fernando Ficetti marzo 20, 2015 Reply

    Eduardo, hola. Efectivamente, los ultrasonidos no deben ser aplicados en seno carotídeo y preferentemente en ninguna parte del cuello, ya sean US de 3 o de 1 MHz. Además el uso estético de los US en esta zona no tiene sentido alguno.
    Cordiales saludos.

  11. Eduardo marzo 17, 2015 Reply

    Hola: He leido que el Ultrasonido no se puede aplicar en el cuello, por efectos sobre el corpusculo carotideo. Es cierto eso?
    Me refiero a ultrasonido estetico 3 Mhz. Alguien lo sabe?
    Tambien escuche que no se puede alpicar US en el area de la tiroides. Que hay de cierto?
    Gracias

  12. Dra. Victoria Laplace junio 23, 2014 Reply

    Interesantísimo artículo, que nos permite conocer elementos que desconocíamos sobre los fenómenos biológicos que acontecen en el tejido al utilizar estos agentes físicos, y nos advierten a su vez sobre las precauciones a tener en cuenta.

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