ELETROTERAPIA

FUNDAMENTOS DA FSICA

INTRODUOOs avanos recentes na eletrnica miniaturizada criaram um aumento no interesse pela estimulao eltrica. A estimulao eltrica neuromuscular (NMES) e a estimulao muscular eltrica (EMS) so praticadas por um nmero cada vez maior de fisioterapeutas e outros para obter efeitos diversos, como fortalecimento e reeducao do msculo, reduo de edema, alvio da dor e reparo de feridas. So utilizados muitos tipos de correntes com nomes diferentes, mas importante lembrar que os princpios subjacentes continuam sendo similares; o msculo ou o nervo so estimulados direta ou indiretamente.

Os estimuladores neuromusculares produzem trens de pulsos eltricos que causam excitao dos nervos perifricos e subseqentemente do tecido muscular (Hultman,et al.,1983).Esses pulsos eltricos entram nos tecidos corporais atravs de eletrodos de superfcie e, desse modo, estimuladores de todos os tipos podem ser denominados corretamente de estimuladores neuro-musculares transcutneos. As caractersticas e parmetros dos trens de pulso produzidos por diferentes estimuladores neuromusculares variam e a natureza da sada eltrica que produzem pode ser de corrente constante ou de voltagem constante. A sada eltrica, corrente ou voltagem, permanece constante mesmo com alteraes na resistncia da pele ou na impedncia causada por alteraes na temperatura ou pelo suor, etc.

Como cresceu a popularidade do uso dos estimuladores neuromusculares isso tem levado a um aumento na variedade de tipos de estimuladores no mercado. Os parmetros so fixados em alguns estimuladores enquanto outros permitem que os parmetros sejam modificados pelo operador dentro de certos limites.

A nomenclatura usada pelos fabricantes desses estimuladores e muitos dos termos comumente usados so enganosos ou inadequados quando usados para descrever estmulos complexos. importante que qualquer estmulo, seja simples ou complexo, possa ser adequadamente descrito.

Classificao das CorrentesAs correntes utilizadas em eletroterapia podem ter efeitos eletro-qumicos, motores ou sensitivos. Podem variar ainda quanto freqncia e as formas de onda. Para uma boa compreenso sobre os efeitos da eletroterapia, importante ter em mente alguns aspectos bsicos relativos corrente eltrica, freqncia de onda, forma de onda.

Classificao quanto s freqnciasBaixa Freqncia: 1 a 1.000 Hz mas utilizada na prtica clnica a faixa de 1 a 200 Hz. Corrente Galvnica, Fardica, Diadinmicas, Tens e FES.

Mdia Freqncia: 1.000 a 100.000 Hz, sendo utilizado na eletroterapia de 2.000 a 4.000 Hz. Interferencial e Corrente Russa.Alta Freqncia: Acima de 100 mil Hz. Ondas Curtas, Ultracurtas, Decimtricas, Microondas, Ultra-som (Ultra-som Teraputico).

LEI DE COULOMB

E = F/q

Campo eltrico uniforme definido como uma regio em que todos os pontos possuem o mesmo vetor campo eltrico em mdulo, direo e sentido. Sendo assim, as linhas de fora so paralelas e equidistantes. Para produzir um campo com essas caractersticas, basta utilizar duas placas planas e paralelas eletrizadas com cargas de mesmo mdulo e sinais opostos. Um capacitor pode ser citado como exemplo de criador de um campo eltrico uniforme.

Potencial eltrico a capacidade que um corpo energizado tem de realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas eltricas. Com relao a um campo eltrico, interessa-nos a capacidade de realizar trabalho, associada ao campo em si, independentemente do valor da carga q colocada num ponto desse campo. Para medir essa capacidade, utiliza-se a grandeza potencial eltrico. Para obter o potencial eltrico de um ponto, coloca-se nele uma carga de prova q e mede-se a energia potencial adquirida por ela. Essa energia potencial proporcional ao valor de q. Portanto, o quociente entre a energia potencial e a carga constante. Esse quociente chama-se potencial eltrico do ponto. Ele pode ser calculado pela expresso:

onde V o potencial eltrico, Ep a energia potencial e q a carga. A unidade no S.I. J/C = V (volt)

Lei de OhmPara componentes eletrnicos que obedecem lei de Ohm, a relao entre a tenso (V) dada em volts aplicada ao componente e a corrente eltrica que passa por ele constante. Esta razo chamada de resistncia eltrica e vale a equao:[5]

A frequncia uma grandeza fsica ondulatria que indica o nmero de ocorrncias de um evento (ciclos, voltas, oscilaes, etc) em um determinado intervalo de tempo. Alternativamente, podemos medir o tempo decorrido para uma oscilao. Este tempo em particular recebe o nome de perodo (T). Desse modo, a frequncia o inverso do perodo.amplitude

tempo

Corrente contnua, corrente direta, corrente galvnica ou ainda corrente constante (CC ou DC do ingls direct current) o fluxo ordenado de eltrons sempre numa direo. Esse tipo de corrente gerado por baterias de automveis ou de motos (6, 12 ou 24V), pequenas baterias (geralmente de 9V), pilhas (1,2V e 1,5V), dnamos, clulas solares e fontes de alimentao de vrias tecnologias, que retificam acorrente alternada para produzir corrente contnua. Normalmente utilizada para alimentar aparelhos eletrnicos (entre 1,2V e 24V) e os circuitos digitais de equipamento de informtica (computadores, modems, hubs, etc.). Este tipo de circuito possui um polo negativo e outro positivo ( polarizado), cuja intensidade mantida. Mais corretamente, a intensidade cresce no incio at um ponto mximo, mantendo-se contnua, ou seja, sem se alterar. Quando desligada, diminui at zero e extingue-se.

A corrente fardica, seja em sua forma de faradismo geral ou localizado, vem sendo usado desde o fim do sculo XIX.

O pulso da corrente fardica bifsico e assimtrico. Do incio dos anos 40 ate os anos 60, a corrente fardica foi considerada mais confortvel do que a corrente direta. A maioria dos fisioterapeutas erroneamente considerou que o conforto relativo do pulso fardico ocorria por ser uma forma de corrente alternada. Os conhecimentos atuais indicam que a verdadeira razo para esse conforto que o pulso fardico simplesmente mais curto que a corrente direta.A onda bifsica e assimtrica da corrente fardica torna-a menos que uma corrente bifsica simtrica, mesmo com pulsos menores. Apesar de a fardica ser originalmente bifsica assimtrica, equipamentos modernos so capazes de fornecer tanto pulsos bifsicos simtricos quanto pulsos monofsicos (neofardica). A corrente fardica uma corrente de excitao de baixa freqncia, 50 a 100 Hz, com largura de pulso de 0,1 a 1 ms e com intervalo de 20 ms, que tem fins teraputicos e diagnsticos.

A corrente fardica original era uma corrente alternada de freqncia muitoirregular.

Esta irregularidade foi a causa da rpida modificao da forma descrita por Faraday anteriormente.

Assim nasceu a corrente neofardica, uma variao da corrente fardica produzida pro alguns aparelhos atualmente que uma corrente estimulante que consiste em pulsos triangulares com durao de 1 ms e um intervalo de 19 ms com uma freqncia de 50 Hz. A corrente fardica original uma corrente alternada, j a neofardica tornouse uma corrente contnua interrompida com um impulso de durao de 1 ms e intervalo de 19 ms.

Seo F. Correntes de baixa freqncia

15. Correntes de baixa freqncia introduo 233 T. Howe, M. Trevorl6.Estimulao eltrica neuromuscular e muscular 241 S. McDonough, S. Kitchen 17. Estimulao eltrica nervosa transcutnea (TENS) 259 M. Johnson 18. Corrente interferencial para controle da dor 287 S. Palmer, D. Martin

Formato padronizado Para que uma estimulao pulstil seja reproduzida adequadamente por outro operador em uma sesso subseqente preciso registrar as seguintes informaes: o tipo de sada, o valor de sua amplitude (por ex., corrente constante de 20 mA), o formato ou forma da onda (por ex., bifsica assimtrica), a durao do pulso ou a razo marca: espao do trem de pulsos e a freqncia de repetio dos pulsos (por ex., 100Hz). Para que a estimulao seja produzida em um outro estimulador que no o aparelho original, ser necessria uma informao grfica ou ilustrada da forma de onda. Muitos artigos de pesquisas no colocam as informaes relativas aos parmetros usados. Isso dificulta a reproduo do trabalho ou mesmo a traduo dos resultados do trabalho publicado para a prtica clnica. Singer, De Domenico e Strauss (1987) sugeriram que h uma necessidade de padronizao ao relatar a metodologia.

CARACTERSTICAS DE PULSO E PARMETROS USADOS DURANTE A ESTIMULAO NEUROMUSCULAR

CorrentesExistem dois tipos de corrente: corrente direta (CD) e corrente alternada(CA). Uma corrente direta aquela na qual o fluxo de eltrons segue em apenas uma direo. Essa corrente pode ser constante ou contnua mas no varivel. Uma corrente alternada aquela na qual a corrente flui primeiro em uma direo e depois em outra.

A tendncia pensar que CA simtrica e contnua pois estamos acostumados a lidar com sinais de ondas senoidais.A forma da corrente e durao da forma de onda CA (corrente fardica) sero discutidas mais a frente. A CA geralmente emitida em altas freqncias, o que reduz a impedncia da pele e assim distribui mais os nervos motores (Savage, 1984).

AmplitudeOs valores de sada para o pulso so expressos em miliampres (mA) ou volts (V) dependendo se o estimulador produz uma sada de corrente constante ou de voltagem constante. Esses valores registrados como amplitude podem ser descritos de vrias maneiras. A amplitude instantnea a magnitude da corrente ou desvio da voltagem de seu valor zero em um determinado momento no tempo. A amplitude mxima (pico de amplitude) o maior desvio do valor zero. Os estimuladores de alta-voltagem emitem sadas com picos em torno de 150 V e os estimuladores de baixa voltagem emitem 100 V ou menos.

Forma de ondaA forma de onda a forma obtida marcando em um grfico a amplitude instantnea de uma quantidade varivel em funo do tempo em coordenadas retangulares, o que para os sinais de CA inclui o desvio atravs do valor de repouso (zero).A diferena entre um pulso e uma forma de onda demonstrado na Figura 15.3. A Figura 15.3A mostra dois pulsos unidirecionais enquanto a Figura 15.3B d duas formas de onda bifsicas simtricas e a Figura 15.3C mostra duas formas de onda bifsicas assimtricas.

PulsoUm estmulo pode ser simples, um nico pulso, ou um trem de pulsos, uma srie de pulsos. Um pulso (impulso) uma sada sbita de curta durao de voltagem ou corrente a partir de um valor constante (Amos,1981). Os pulsos podem variar em sua forma e durao (curto, 1 ms).Se um trem de pulsos monofsico estivesse para ser enviado para o tecido, uma carga resultante poderia ser criada no corpo, o que poderia ser nocivo. preciso permitir que essa carga se descarregue naturalmente ou seja removida atravs da aplicao de um pulso reverso consecutivo. O pulso reverso, que s vezes chamado de pulso de recuperao, precisa contrabalanar a carga emitida. Isso se consegue usando um pulso simtrico de fase oposta ou um pulso da mesma rea que o pulso emitido e novamente de fase oposta. Esses dois pulsos consecutivos, o pulso emitido e o pulso reverso, constituem a forma de onda do estimulador.

Durao do pulsoA durao do pulso, s vezes conhecida como largura de pulso, definida como o tempo que leva para o valor instantneo de um pulso subir e descer at uma frao especificada do valor de pico - ou seja, a durao do pulso de sada a 50% da amplitude mxima (BSI, 1990) (Fig. 15.4). A largura de pulso expressa em microssegundos (s). Para uma onda quadrada simtrica a durao do pulso a mesma do pulso emitido e alm disso a forma da onda tem uma razo marca:espao de 1:1. Precisamos estar cientes de que quando os fabricantes do a durao do pulso eles esto apenas considerando a parte emitida da forma de onda como descrito acima. Eles classificam a fase reversa ou tempo de recuperao e qualquer tempo quiescente como sendo o espao na razo marca:espao (ou seja, a parte "off' do ciclo lquido).

FreqnciaA freqncia do trem de estmulos, o intervalo interpulsos, o tempo entre o incio de um pulso e o incio do pulso seguinte (Fig. 15.5). Essa geralmente dada em Hz e na verdade a freqncia de repetio de pulso (FRP)quando a razo marca : espao constante. O valor da freqncia mdia usado para trens de estmulos no-uniformes onde os pulsos so produzidos em intervalos irregulares - com razes marca: espao variveis ou para a estimulao com freqncia mista onde produzida mais de uma freqncia ao longo de um perodo de estimulao

Sinal contnuoUm sinal contnuo na verdade aquele onde no h tempo quiescente entre as formas de onda; ou seja, uma onda senoidal um sinal bifsico simtrico contnuo.Os fabricantes de estimuladores neuromusculares usam o termo sinal contnuo (s vezes chamado de sinal normal) para descrever um trem de pulsos onde os pulsos so emitidos com uma razo marca: espao fixa para a durao da estimulao. Precisamos nos certificar de que um segundo pulso emitido no pode chegar antes do final do pulso reverso, ou a compensao de CD resultante poderia produzir dano tissular. s vezes os parmetros dados para os estimuladores neuromusculares no permitem que calculemos as condies que resultariam em compensao de CD. Lembre-se que a durao do pulso diz respeito apenas ao tempo de emisso da forma de onda, de modo que uma compensao de CD ocorrer com uma forma de onda bifsica simtrica se a durao do pulso exceder metade do intervalo interpulsos.

Durao do estmuloA durao da estimulao pode ser definida como o tempo durante o qual a estimulao foi aplicada - ou seja, o tempo durante o qual o aparelho ficou energizado (ligado), geralmente horas ou minutos.

Ciclo lquidoO ciclo lquido do estimulador composto de um "tempo ligado" que reflete a durao do pulso emitido e um "tempo desligado", a durao da recuperao e inatividade. O tempo total do ciclo lquido a soma dos tempos"ligado e desligado".

Densidade de cargaA quantidade de energia por pulso aplicada ao tecido estimulado relaciona-se com a densidade de carga, sendo densidade de carga a durao do pulso multiplicada pela corrente. A densidade de carga expressa em microcoulombs (mC). A energia eltrica, que medida em joules (J), calculada pelo produto da voltagem e da densidade de carga. Em estimuladores neuromusculares a corrente ou a voltagem so mantidas constantes, no ambas, e assim no possvel um clculo simples da energia depositada.

TIPOS DE CORRENTES E FORMAS DE ONDA DE ESTIMULAO A estimulao fardica consiste em pulsos que tm uma forma de onda bifsica e uma durao de pulso que tipicamente de 0,3 ms. A durao do pulso sempre abaixo de 1 ms e a FRP menor do que 100 Hz. Isso significa que o maior ciclo lquido de 10% e a razo marca: espao correspondente seria 1:9. A estimulao galvnica que descrita como CD interrompida, no tem pulso reverso; os autores podem apenas dizer que essa convencionalmente tem uma durao de pulso de cerca de 100 ms.Existem duas correntes de estimulao cujas formas de onda so produzidas a partir de sinais senoidais: corrente com interferncia e amplitude modulada, ou corrente interferencial, e corrente alternada interrompida. Corrente interferencial refere-se corrente produzida pelo padro de interferncia gerado nos tecidos por duas ondas senoidais de alta freqncia(cerca de 4000 Hz) levemente diferentes (Fig. 15.6).

Figura 15.6 Corrente interferencial.

Corrente alternada interrompida s vezes denominada de "estimulao russa" pois os cientistas russos foram os primeiros a utilizar esse tipo decorrente.

Foi descrita como uma corrente portadora de alta freqncia (2500Hz) intercalada com perodos de 10 ms onde no flui corrente, produzindo 50 disparos por segundo. Podemos descrev-la de forma mais completa como disparos de ondas senoidais a 2500 Hz, com uma razo disparo: espao de 1:1 e uma freqncia de repetio de disparos (FRD) de 50 Hz.Os trens de pulso de alguns estimuladores podem ser manipulados, com os fabricantes geralmente oferecendo modo pulso-disparo e modo rampa ou modulado. No modo pulso-disparo o nmero de pulsos individuais por disparo fixo, assim como sua FRP (digamos 100 Hz) e somente a largura do pulso permanece ajustvel.

A forma real da onda do pulso individual precisa ser descrita antes de identificarmos os parmetros do sinal para sermos coerentes com nossa conveno padro. Os parmetros, dependendo dos ajustes reais do aparelho, so: disparos um trem de pulso de X Hz, com uma durao de disparo de Y ms, uma razo disparo: espao de D: E e uma freqncia de repetio de disparos de Z Hz.No modo modulado ou rampa, h um aumento gradual na carga aplicada ao tecido e assim um aumento na intensidade da contrao muscular obtida. No modo rampa, isso se consegue por um aumento gradual na amplitude ou largura de pulso do trem de pulsos (Fig. 15.7). Isso permite a acomodao do tecido nervoso aos pulsos emitidos. No modo modulado, a amplitude dos pulsos aumenta durante um tempo determinado, permanece constante por um tempo determinado e ento cai, novamente durante um tempo estabelecido. Esse ciclo de aumento, plat e queda se repete continuamente enquanto dura o estmulo.

Figura 15.7 Modo rampa aumentando lentamente a intensidade de corrente

A IMPORTNCIA DOS PARMETROS DE ESTIMULAOForma de onda A estimulao galvnica til somente para a estimulao do msculo desnervado enquanto a corrente direta interrompida, incluindo a estimulao fardica. capaz de estimular o msculo inervado. Contudo, ambas as tcnicas criam reaes trmicas e qumicas embaixo dos eletrodos geralmente dolorosas e, portanto, devem ser usadas com cuidado.Baker, Bowman e McNeal (1988) pesquisaram os efeitos de seis formas de onda diferentes quanto ao conforto durante a estimulao neuromuscular. Foi relatado que uma forma de onda quadrada, bifsica, balanceada e assimtrica (35 Hz) era confortvel e efetiva para estimular os msculos extensores e flexores do punho. Contudo, nos msculos quadriceps uma forma de onda quadrada bifsica simtrica (50 Hz) foi a preferida pelos indivduos.

Delitto e Rose (1986) relataram que a percepo de desconforto se modifica com alteraes na forma de onda (50 Hz) e que existem preferncias individuais por diferentes formas de onda.

AmplitudeAo estimular um msculo a uma freqncia constante o nico modo de aumentar a fora produzida recrutar mais unidades motoras, aumentando a intensidade (amplitude da forma de onda) de estimulao (Low e Reid, 1990).

Durao do pulsoMostrou-se que a durao de pulso mais adequada para estimulao motora do triceps braquial era entre 20-200 ms, com a mais confortvel sendo100 ms; duraes de pulso menores do que 100 ms eram adequadas para estimulao sensorial (Alon, Allin e Inbar, 1983).

EletrodosO tamanho dos eletrodos pode ter um efeito na quantidade de msculo estimulado e, assim, na intensidade da contrao produzida (Alon, 1989). Reverter a polaridade dos eletrodos tem pouco efeito na fora gerada durante a estimulao com formas de onda bifsicas; contudo, mudanas maiores do que 20% eram vistas como formas de onda monofsicas (McNeal e Baker, 1988). A estimulao percutnea do msculo saudvel ativa seletivamente as terminaes nervosas e no as fibras musculares diretamente (Hultman, et al.,1983). Postula-se que pulsos que sobem lentamente ou de longa durao estimulam seletivamente o msculo desnervado, em oposio aos pulsos que sobem rapidamente ou de curta durao que estimulam o msculo inervado. No h evidncias cientficas mostrando que o msculo desnervado possa ser estimulado diretamente; contudo, no h tambm qualquer evidncia que refute essa afirmao (Belanger, 1991)