4

INTRODUÇÃO

A meta deste trabalho é prover uma fonte detalhada de referências sobre o

ultra-som e seus mecanismos de ação nos tecidos, em termos físicos e

biológicos. Quando os profissionais clínicos sabem como uma modalidade

funciona, eles se encontram, a princípio, em uma posição de prever com alto

grau de precisão qual deve ser o regime de tratamento correto para uma le-

são em particular, sem precisar apoiar-se apenas na experiência clínica e em

boatos. Contudo, isso envolve alguns problemas, já que não há uma

concordância geral na literatura sobre pesquisas clínicas e laboratoriais a

respeito de como tratar melhor cada tipo de lesão individual. Também, não

existem duas lesões idênticas. O que pode funcionar para uma lesão, por

exemplo, pode não funcionar para outra. É vital, portanto, que o clínico tenha

o máximo de conhecimento possível sobre a biologia da regeneração e como

as eletroterapias interagem com ela para escolher e adaptar o regime de

tratamento que melhor proporcione o tão necessário estímulo de reparação. É

preciso compreender, contudo, que algumas feridas não se regenerarão,

independentemente de qual modalidade de eletroterapia seja aplicada, devido

à presença de alguma deficiência de fundo no ambiente da ferida.

1. Definição

São ondas sonoras longitudinais, não audíveis ao ouvido humano. Essas

ondas ultra-sônicas são produzidas a partir da transformação da corrente

elétrica comercial em corrente de alta freqüência, que ao incidir sobre um

cristal de quartzo ou de zirconato - titanato de chumbo (ZTP) provoca

compressão e expansão alternada do cristal.

Esta ação mecânica (pressão), sobre o cristal, provoca a emissão de ondas

ultra-sônicas com freqüência igual à corrente recebida ou corrente que incide

5

sobre o cristal dentro do transdutor (efeito piezoelétrico). O cristal sintético

(ZTP) é mais resistente a altas temperaturas e mais maleável, aumentando

com isto a durabilidade e a emissão do feixe. Transdutor é um dispositivo

capaz de transformar uma forma de energia em outra, no caso, elétrica em

mecânica.

As ondas ultra-sônicas produzem uma ação mecânica vibratória nas células,

podendo ter uma freqüência de 870 KHz a 1 MHz (ação mais profunda) e 3

MHz (ação mais superficial). Elas podem ser contínuas ou pulsadas. As

contínuas possuem 50% de ação mecânica e 50% de ação térmica. As

pulsadas produzem mais ação mecânica. No ultra-som contínuo, prevalece

mais o efeito térmico e no pulsado, o efeito atérmico.

2. A natureza das ondas sonoras

As ondas sonoras são uma série de compressões e rarefações mecânicas na

direção do trajeto da onda, e por isso são chamadas de ondas longitudinais.

Elas podem ocorrer em sólidos, líquidos e gases e devem-se à compressão e

à separação regular de moléculas. A passagem dessas ondas de compressão

através da matéria é, obviamente, invisível, pois são moléculas que vibram

em torno de sua posição média como resultado da onda sonora. É importante

compreender que é a energia que corre como onda. E não a matéria: isso é

válido para quaisquer ondas, não apenas para as ondas sonoras.

À medida que as ondas de som passam através de qualquer material, sua

energia é dissipada ou atenuada. Às vezes toda a energia é absorvida de

uma vez; outra, a onda de som passa quase sem perda. As moléculas de

todas as matérias se encontram em movimento aleatório constante; a

quantidade de agitação molecular é o que é medido como calor – quanto

maior o movimento molecular, maior o calor. Esse movimento é oscilatório;

por exemplo, a molécula inteira pode mover-se ou rodar de um lado para o

outro, ou pode mudar a forma de modo oscilatório, o que pode ocorrer em

muitas freqüências diferentes.

6

3. Transmissão de ondas sonoras

A placa de metal do cabeçote de tratamento se move pra trás e para frente

para gerar uma corrente de ondas de compressão que formam o feixe sonoro.

Pelo fato de o comprimento de onda dessas ondas ser muito menor do que a

face do transdutor, o feixe sonoro é grosseiramente cilíndrico e com o mesmo

diâmetro do transdutor. Mesmo os menores transdutores terapêuticos têm 2

ou 3 cm transversalmente e comprimento de onda de apenas uns poucos

milímetros.

4. Absorção de ondas sonoras em um feixe paralelo

Já foi visto que o ultra-som aumenta o movimento das moléculas causando

mais vibração e colisões moleculares, o que resulta em calor. Desse modo a

energia cinética é convertida em energia térmica à medida que passa pelo

material. A energia diminui exponencialmente com a distância da fonte, pois

uma proporção fixa dela é absorvida a cada unidade de distância, de modo

que a quantidade restante será uma porcentagem cada vez menor da energia

inicial. Há uma relação entre a quantidade de energia que penetra em um

material e a quantidade absorvida. Assim, quando um feixe de ultra-som é

passado através dos tecidos, sua intensidade é constantemente reduzida.

Como a conversão da energia sonora em calor é decorrente do aumento do

movimento molecular, segue-se que a quantidade convertida dependerá da

natureza dessas moléculas e da freqüência/comprimento de onda do ultra-

som. Portanto, a profundidade de meio-valor (a profundidade ou distância na

qual metade da energia inicial tenha sido absorvida) será diferente em

diferentes tecidos para determinada freqüência de ultra- som. Pode-se

observar que os valores dados variam consideravelmente, e qualquer valor

estimado para tecidos vivos envolve s incerteza adicional das diferentes

7

espessuras de casa tipo de tecido. Wadsworth e Chanmugan (1980)

consideram uma profundidade média de 65 mm para 1 MHz e de 30 mm 3

MHz.

5. Aquecimento dos tecidos devido ao ultra-som

Foram feitos cálculos da taxa relativa de aquecimento para um sistema

gordura-músculo-osso (Ward, 1986). O fator importante é a taxa de

aquecimento do tecido, que é influenciada tanto pelo fluxo sanguíneo, que

leva constantemente o calor embora, quanto pela condução de calor. Ambos

reduzirão os picos e vales da taxa de aquecimento prevista pelas

características de absorção e reflexão. Em tecidos altamente vascularizados

como o músculo, é provável que o calor seja logo dissipado, impedindo

qualquer aumento importante de temperatura; por outro lado, um tecido

menos vascular, como o tecido conjuntivo denso do tipo tendão ou ligamento,

pode experimentar um aumento de temperatura relativamente maior.

É importante mover a cabeça do transdutor durante o tratamento para

suavizar as irregularidades do campo próximo. Isso também reduz alguma

das irregularidades de absorção que possam ocorrer devido a reflexão nas

interfaces, ondas estacionárias (fixas), refração, diferenças na condução

térmica do tecido ou fluxo sanguíneo.

Estima-se que para uma saída de 1W/cm² haja um aumento de temperatura

de 0,8°C/min se os efeitos do resfriamento vascular forem ignorados (ter

Haar, 1987)

6. Ultra-som pulsado

No gerador ultra-sônico é constituído um circuito para ligá-lo em disparos

curtos, ou pulsos. Isso reduz a média temporal de intensidade e, portanto a

8

quantidade de energia disponível para os tecidos, e ao mesmo tempo

assegura que a energia disponível em casa pulso (intensidade média de

pulso) seja alta o suficiente para que os efeitos mecânicos, e não os térmicos,

predominem.

Muitos geradores de ultra-som terapêutico produzem pulsos de 2 ms e variam

os intervalos entre os pulsos. Isso pode ser expresso como:

A razão marca:espaço, que é a razão entre comprimento do

pulso para o intervalo

O ciclo livre, que é a razão entre o comprimento de pulso para o

comprimento total de pulso mais o intervalo, expresso em porcentagem

7. Efeitos da pulsação

Se o ultra-som pulsado é aplicado a uma razão marca:espaço de 1:4 a

quantidade de energia introduzida é um quinto da que seria introduzida

através do ultra-som contínuo aplicado na mesma extensão de tempo e com a

mesma intensidade. A mesma quantidade de energia poderia ser introduzida

nos tecidos estendendo o tempo da sessão para cinco vezes ou fornecendo

cinco vezes a intensidade do tratamento contínuo. Ainda assim o efeito não é

o mesmo, pois com o tratamento pulsado há tempo para que o calor seja

dissipado pela condução nos tecidos e no sangue circulante. Portanto,

intensidades mais altas podem ser usadas com segurança em um tratamento

pulsado, pois o aquecimento médio é reduzido.

A aplicação de ultra-som pode aumentar as taxas de difusão de íons através

das membranas celulares (Dyson, 1985); isso pode dever-se ao aumento no

movimento das partículas de cada lado da membrana e, possivelmente, ao

aumento do movimento de fosfolípideos e proteínas que formam a membrana.

É possível que a leve agitação mecânica dos tecidos cause certos efeitos que

permaneçam os mesmos, independentemente do tempo que persista a

agitação, enquanto trens de pulsos curtos de agitação mais vigorosa causem

efeitos diferentes e mais significativos.

9

8. Efeitos fisiológicos e físicos

O resultado da absorção do ultra-som nos tecidos, como já foi discutido, é a

oscilação de partículas em torno de sua posição média. Essa oscilação, ou

energia sonora, é convertida em energia térmica proporcional à intensidade

do ultra-som. Se todo esse calor não é dissipado pelos meios fisiológicos

normais, ocorre um aumento na temperatura local que resulta em efeitos

térmicos. Se a dissipação de calor equivale à geração de calor, não há uma

elevação resultante na temperatura, e os efeitos que podem ocorrer são

denominados não-térmicos. Esses efeitos são obtidos usando-se baixas

intensidades ou fornecendo saída pulsada.

Efeitos térmicos

Quando o ultra-som percorre o tecido, uma porcentagem dele é absorvida, e

isso leva à geração de calor dentro daquele tecido. A quantidade de absorção

depende da natureza do tecido, seu grau de vascularização e a freqüência do

ultra-som. Tecidos com alto conteúdo de proteína absorvem o ultra-som mais

prontamente do que aqueles com conteúdo de gordura mais alto, e quanto

maior a freqüência maior a absorção. Um efeito térmico biologicamente

significativo pode ser obtido se a temperatura do tecido for elevada para entre

40 e 45 °C por pelo menos 5 minutos. O aquecimento controlado pode

produzir efeitos desejáveis (Lehmann e De Lateur, 1982) que incluem alívio

da dor, redução da rigidez articular e aumento do fluxo sangüíneo.

A vantagem do uso do ultra-som para produzir esse efeito de aquecimento é

que o terapeuta tem controle sobre a profundidade na qual o aquecimento

ocorre. Para fazer isso, é importante que o terapeuta tenha conhecimento das

medidas de profundidade de meio-valor (ou seja, a profundidade de

penetração da energia de ultra-som na qual sua intensidade diminuiu pela

10

metade) e do aquecimento seletivo dos tecidos. Por exemplo, a profundidade

de meio-valor para tecidos conjuntivos irregulares, moles, é de

aproximadamente 4 mm com 3 MHz, mas cerca de 11 mm a 1 Mhz.

Estruturas que serão aquecidas preferencialmente incluem periósteo, osso

cortical superficial, meniscos articulares, músculo fibrótico, bainhas tendíneas

e raízes nervosas maiores (Lehmann e Guy, 1972), e interfaces

intermusculares (ter Haar e Hopewell, 1982). Desse modo, é importante que o

terapeuta tenha conhecimento das estruturas que se acham entre a fonte de

ultra-som e o tecido lesado e além delas.

Depois de emitido, o calor é dissipado por difusão térmica e pelo fluxo

sangüíneo local, o que pode ser um problema ao tratar lesões nas quais o

suprimento sangüíneo está restrito devido à natureza da lesão ou à. natureza

relativamente avascular do próprio tecido (por ex., ten-dão). Outra

complicação pode ocorrer quando o feixe de ultra-som atinge o osso ou uma

prótese metálica. Devido à grande diferença de im-pedância acústica entre

essas estruturas e os tecidos moles ao redor, haverá uma reflexão de cerca

de 30% da energia incidente de volta através do tecido mole. Isso significa

que energia adicional é depositada como calor durante a jornada de retorno

do feixe. Portanto, o aumento do calor no tecido mole será mais alto quando

esse estiver situado na frente de um refletor. Para complicar ainda mais a

questão, também ocorre uma interação denominada modo de conversão na

interface do tecido mole e o refletor (por ex., osso ou prótese metálica).

Durante o modo de conversão, uma porcentagem da energia incidente

refletida é convertida na forma de onda longitudinal para uma forma de onda

transversa ou oblíqua que não pode se propagar no lado da interface do

tecido mole e é portanto absorvida rapidamente, causando aumento do calor

(e freqüentemente dor) na interface osso-tecido mole (periósteo).

Efeitos não-térmicos

Existem muitas situações em que o ultra-som produz efeitos biológicos sem

contudo envolver mudanças significativas na temperatura (por ex., baixa

11

intensidade média espacial e temporal). Há algumas evidências indicando

onde os mecanismos não-térmicos parecem exercer um papel primário na

produção de algum efeito terapeuticamente significante: estimulação da re-

generação dos tecidos (Dyson et al., 1968), reparo de tecidos moles (Dyson,

Franks e Suckling, 1976; Paul et al., 1960), fluxo sangüíneo em tecidos

cronicamente isquêmicos (Ho-gan, Burke e Franklin, 1982), síntese de proteí-

nas (Webster et al., 1978) e reparo ósseo (Dyson e Brookes, 1983).

Os mecanismos físicos que parecem estar envolvidos na produção desses

efeitos não-térmicos são um ou mais dentre estes: cavitação, correntes

acústicas e ondas estacionadas.

Cavitação

O ultra-som pode causar a formação de bolhas ou cavidades com dimensões

de micrômetros em fluidos contendo gases. Dependendo da amplitude de

pressão da energia, as bolhas resultantes podem ser úteis ou perigosas. Am-

plitudes de baixa pressão resultam na formação de bolhas que vibram até um

grau em que são produzidas alterações reversíveis na permeabilidade das

membranas celulares perto do evento cavitacional (Mortimer e Dyson, 1988).

As alterações na permeabilidade celular a vários íons, como o cálcio, podem

ter um efeito profundo na atividade da célula (Sutherland e Rail, 1968). As

amplitudes de alta pressão podem resultar em um evento cavitacional mais

violento (geralmente chamado de cavitação transitória ou colapso). Durante

esse evento, as bolhas se colapsam durante a parte de pressão positiva do

ciclo com tal ferocidade que são geradas pressões acima de 1.000 MPa e

temperaturas acima de 10.000 K. Esse comportamento violento pode levar à

formação de radicais livres altamente reativos. Embora radicais livres sejam

produzidos naturalmente pelas células (por ex., durante a respiração celular),

eles são removidos pelos varredores de radicais livres. A produção que

ultrapassa o sistema natural de limpeza de radicais livres pode, contudo, ser

lesiva. Evitando um campo de ondas es-tacionárias e usando intensidades

12

baixas durante a terapia é improvável que a cavitação transitória venha a

ocorrer.

Correntes acústicas

Referem-se ao movimento unidirecional do fluido em um campo de ultra-som.

Desenvolvem-se gradientes de alta velocidade perto das fronteiras entre os

fluidos e estruturas como células, bolhas e fibras de tecidos. As correntes

acústicas podem estimular a atividade celular quando ocorrem na fronteira

entre a membrana celular e o fluido ao redor. A sobrecarga viscosa resultante

na membrana, desde que não seja muito intensa, pode alterar a

permeabilidade da membrana e a atividade do segundo mensageiro (Dyson,

1982,1985). Isso poderia resultar em alterações terapeuticamente vantajosas,

como o aumento da síntese de proteínas (Webster et al., 1978), aumento da

secreção de mastócitos (Fyfe e Chahl, 1982), alterações na mobilidade dos fi-

broblastos (Mummery, 1978), aumento da captação do cálcio como segundo

mensageiro (Mortimer e Dyson, 1988; Mummery, 1978) e aumento da

produção de fatores de crescimento por ma-crófagos (Young e Dyson,

1990a). Todos esses efeitos poderiam ser responsáveis pela aceleração do

reparo após a terapia com ultra-som.

Ondas estacionárias

Quando uma onda de ultra-som atinge a interface entre dois tecidos com

impedâncias acústicas diferentes (por ex., osso e músculo), ocorre reflexão

de uma porcentagem da onda. As ondas refletidas podem interagir com as

ondas incidentes que estão chegando para formar um campo de ondas

estacionárias no qual os picos de intensidade (antinodos) (vide Capítulo 1)

das ondas são estacionados e separados por metade de um comprimento de

onda. Como a onda estacionaria consiste em duas ondas sobrepostas, além

de um componente em curso, as intensidades de pico e as pressões são mais

13

altas do que na onda incidente normal. Entre os antinodos, que são pontos de

pressão máxima e mínima, existem nodos, que são pontos de pressão fixa.

Bolhas gasosas se juntam aos antinodos e células (se em suspensão) se

juntam aos nodos (NCRP, 1983). Células fixas, como as células endoteliais

que revestem os vasos sangüíneos, podem ser lesadas por forças de

microcorrentes em torno das bolhas quando estão situadas nos antinodos de

pressão. Os eritrócitos podem ser destruídos quando são varridos através dos

arranjos de bolhas situados nos antinodos de pressão. Vem sendo

demonstrada estagnação reversível de células sangüíneas, com as células

formando bandas separadas a uma distância equivalente à metade do

comprimento da onda, centradas nos nodos de pressão (Dyson et al., 1974).

A pressão aumentada produzida nos campos de ondas estacionárias pode

causar cavitação transitória e conseqüentemente a formação de radicais livres

(Nyborg, 1977). É, desse modo, importante que os terapeutas movam o

aplicador continuamente durante o tratamento e também que usem a

intensidade mais baixa necessária para causar um efeito, de modo a mini-

mizar os riscos envolvidos na produção de campos de ondas estacionárias

(Dyson et al.., 1974). Depois de termos descoberto como o ultra-som passa

sua energia para o tecido, vamos agora verificar como essa energia é

utilizada pelas células e tecidos no processo de regeneração de feridas.

9. Reparo dos tecidos

Após uma lesão, ocorrem vários eventos celulares e químicos nos tecidos

moles. Esses eventos serão resumidos aqui no contexto da terapia de ultra-

som.

Processo de reparo subjacente

14

Os principais componentes celulares do processo de reparo incluem

plaquetas, mastócitos, leucócitos polimorfonucleares (LPMNs), macrófagos,

linfócitos T, fibroblastos e células endoteliais. Essas células migram como um

módulo para dentro do local da lesão em uma seqüência bem definida, que é

controlada por numerosos fatores solúveis na ferida. Esses fatores da ferida

se originam de diversas fontes, tais como células inflamatórias (p. ex.,

macrófagos e LPMNs), sistemas inflamatórios em cascata (p. ex., coagulação

e complemento) ou produtos da degradação de tecidos lesados.

O processo de reparo como um todo, por conveniência, pode ser dividido em

três fases (Clark, 1990), embora seja preciso afirmar que essas fases se

sobrepõem consideravelmente e não há um limite distinto entre elas. As três

fases são:

1. inflamação

2. proliferação/formação de tecido de granulação

3. remodelamento.

Há atualmente evidências esmagadoras mostrando que a efetividade do ultra-

som terapêutico depende da fase do reparo na qual é usado.

Inflamação

Essa fase inicial e dinâmica do reparo é caracterizada inicialmente pela

formação de coágulo. A plaqueta sangüínea é o principal constituinte do

coágulo sangüíneo e, além de suas atividades associadas com a coagulação,

as plaquetas também contêm numerosas substâncias biologicamente ativas,

incluindo prostaglandinas e serotonina e o fator de crescimento derivado das

plaquetas (FCDP). Essas substâncias têm um efeito profundo no ambiente

local da ferida e no seu reparo subseqüente (Clark, 1990). Os mastócitos

representam outra fonte de substâncias biologicamente ativas, ou fatores

produzidos na ferida, que ajudam a orquestrar as seqüências de reparo

iniciais.

15

Os neutrófilos são os primeiros LPMNs a entrar no leito da ferida, atraídos

pelo conjunto de fatores produzidos pela ferida presentes no local. A função

dos neutrófilos é limpar o local da ferida de partículas estranhas como

bactérias e restos de tecido lesado.

Os macrófagos entram no leito da ferida logo depois dos neutrófilos, onde

fazem a fagocitose das bactérias e restos de tecido ferido. Eles também

produzem na ferida fatores que direcionam a formação do tecido de

granulação (Leibovich e Ross, 1975).

Serão apresentadas mais à frente, neste capítulo, evidências que mostram

que, quando usado no momento correto durante o reparo da ferida e com

níveis corretos de potência, o ultra-som pode influenciar na liberação pelas

células desses fatores para dentro e ao redor do leito da ferida.

Proliferação/formação de tecido de granulação

Durante o reparo normal da lesão aguda, a fase inflamatória é seguida dentro

de alguns dias pela formação de tecido de granulação. Esse estágio é com

freqüência denominado de fase prolifeiativa. Durante essa fase a falha da feri-

da é preenchida com células (principalmente macrófagos e fibroblastos),

numerosos vasos sangüíneos (angiogênese) e uma matriz de tecido

conjuntivo (composta de fibronectina, ácido hialurônico e colágeno tipo I e III).

Uma nova epiderme também se forma durante essa fase de reparo. As novas

células epidermais migram da margem da ferida (e também de volta dos

folículos pilosos dentro do local de lesão em casos de feridas com espessura

parcial) em direção ao centro da ferida.

Ocorre contração da ferida durante essa fase de reparo e essa pode ser

definida como o processo através do qual o tamanho de uma ferida diminui

pelo movimento centrípeto da espessura total da pele ao redor (Peacock,

1984). Em humanos, a pele é relativamente imóvel devido à sua inserção nas

estruturas subjacentes. Portanto, em alguns casos em que ocorrem feridas

16

sobre as articulações, a contração da ferida pode levar à imobilização devido

à tensão desenvolvida através da inserção da pele nas estruturas subjacen-

tes. Essa contração excessiva é geralmente vista como uma complicação

séria da cicatrização.

O estímulo que controla todos esses eventos vem de numerosas fontes, das

quais os macrófagos constituem a principal. Acredita-se que a liberação de

fatores ativos dos macrófagos seja controlada, em parte, pelo ambiente

relativamente hipóxico da ferida (Knighton et al., 1983). O efeito do ultra-som

nos macrófagos será discutido com detalhes mais à frente.

Remodelamento

O remodelamento pode continuar por muitos meses ou anos após a fase

proliferativa de reparo. Durante o remodelamento, o tecido de granulação é

gradualmente substituído por uma cicatriz composta por tecido relativamente

acelular e avascular. A medida que a ferida amadurece, a composição da

matriz extracelular se modifica. Inicialmente, a matriz extracelular é composta

de ácido hialurônico, fibronectina e colágeno tipo I, III e V. A proporção de

colágeno tipo I para III então se altera durante o remodelamento até que o

tipo I se torne dominante. O tecido da cicatriz é um substituto ruim para a

pele. A velocidade com que as feridas ganham força tensil é lenta (Levenson

et al., 1965) e existe apenas 20 a 25% de sua força máxima 3 semanas após

a lesão. O aumento na força da ferida depende de dois fatores principais:

primeiro, a taxa de deposição, remodelamento e alinhamento do colágeno,

com a formação gradual de feixes mais largos de colágeno (Kischer e Shetlar,

1974) e, segundo, alteração nas pontes transversas intermoleculares (Bailey

et al.., 1975). Será mostrado mais à frente neste capítulo que, se usado no

momento correto após a lesão, o ultra-som pode melhorar tanto a aparência

estética como as propriedades mecânicas do tecido cicatricial resultante.

17

10. Fonoforese

A fonoforese é definida como a migração de moléculas de drogas através da

pele sob a influência do ultra-som. Teoricamente, a fonoforese é possível

utilizando as forças de correntes acústicas que existem no campo de ultra-

som. Contudo, é questionável se essas forças são fortes o suficiente para

produzir um movimento resultante para a frente capaz de empurrar todas as

drogas através da pele até seu tecido alvo. Além disso, é geralmente difícil

determinar se o efeito biológico de uma droga aplicada topicamente é

resultado de sua ação direta no tecido alvo subjacente ou devido a um efeito

sistêmico. Essa pode ser uma das razões para muitos dos relatos

contraditórios sobre a efetividade dessa modalidade para empurrar as drogas

para dentro da pele. É provável que a fonoforese dependa não apenas da

freqüência, intensidade, ciclo líquido e duração do tratamento do ultra-som

(Mitragotri et al., 2000), mas também da natureza da molécula da droga

propriamente dita.

São necessárias pesquisas para esclarecer quais parâmetros de ultra-som

são mais eficientes para facilitar a difusão de drogas tópicas, e também quais

drogas podem ser usadas de modo mais efetivo.

11. Ultra-som de baixa freqüência

Desde o início da década de 1990 tem havido um interesse no uso do ultra-

som terapêutico de baixa freqüência no tratamento de uma variedade de

lesões de tecidos moles (Bradnock, Law e Roscoe, 1996). Tipicamente, essa

modalidade opera a uma freqüência em torno de 44-48 kHz, que é

significativamente mais baixa do que a faixa usual de terapia de 1-3 MHz. Um

benefício do uso de uma freqüência tão baixa é que a profundidade de

penetração é grandemente aumentada e os riscos de ondas estacionadas é

minimizado. Do mesmo modo que a terapia tradicional de ultra-som, há uma

18

necessidade de ensaios amplos controlados para estabelecer onde essa

modalidade relativamente nova pode ser usada com mais efetividade.

12. Aplicação de ultra-som

Vários fatores precisam ser considerados antes de usar ultra-som:

• escolha do aparelho de ultra-som

• calibração

• escolha do meio acoplante

• freqüência

• intensidade

• modo pulsado ou contínuo

• intervalo entre os tratamentos

• duração do tratamento

• risco potencial para o terapeuta e o paciente

Escolha do aparelho de ultra-som

A maioria dos aparelhos de ultra-som tem o mesmo modelo básico

consistindo em um gerador de ultra-som, que pode ser a rede elétrica ou uma

bateria (ou ter as duas possibilidades). O gerador compreende um circuito

oscilador, transformador e microcomputador, e é ligado através de um cabo

coaxial ao aplicador. O aplicador aloja o transdutor, que produz ultra-som

quando estimulado pela voltagem oscilante do gerador. Os aparelhos

geralmente vêm com diversos aplicadores, cada um capaz de produzir uma

freqüência de saída diferente. A intensidade pode ser variada e também a

19

escolha da saída pode variar entre modo pulsado (geralmente é possível uma

variedade de pulsos) e modo contínuo.

A escolha do aparelho a ser comprado deve ser feita usando as seguintes

diretrizes:

• Segurança. Use somente aparelhos certificados pelo órgão

regulamentador do governo. Isso garante que o modelo do aparelho tenha si-

do verificado quanto à segurança elétrica.

• Taxa de não uniformidade do feixe (BNR). Use aparelhos que

tenham transdutores com baixa BNR (5-6). Isso significa que o campo de

ultra-som é relativamente uniforme através da face do transdutor e não tem

focos quente de alta intensidade.

• Freqüência. A profundidade de penetração e a escolha do

mecanismo físico desejado (térmico ou não-térmico) dependem da

freqüência; faz sentido comprar um aparelho que ofereça a maior variedade

de freqüências (por ex., 0,75-3,0 MHz) assim dando a você maior flexibilidade

no alcance de seus tratamentos

• Mostradores e controles digitais. Esses controles são fáceis de

usar e mais precisos do que os antigos medidores analógicos e controles

manuais.

• Auto-diagnóstico. Muitos aparelhos, hoje em dia, têm

internamente circuitos diagnósticos que verificam a potência do gerador cada

vez que o aparelho é ligado. Se ocorre uma falha no aparelho esse sistema

assegura o rápido diagnóstico da falha e permite que a manutenção seja feita

mais efetivamente.

• Timer automático. O estabelecimento prévio dos tempos de

aplicação reduz o risco de exposição excessiva ao ultra-som.

Calibração

20

O aparelho precisa ser calibrado regularmente, uma vez por semana seria o

ideal. O constante uso pesado a que esse tipo de equipamento é submetido e

o ambiente ocupado de uma clínica de fisioterapia típica (onde os itens ou

equipamentos são às vezes derrubados) significam que é provável que

regulagens que correspondiam a 1 W/cm2 no mês anterior possam não dar

essa potência este mês. É importante observar que a leitura no marcador de

potência do aparelho não é um guia acurado sobre o que realmente está

saindo do cabeçote; o aparelho precisa ser calibrado comparando-o a um

dispositivo dedicado de calibração como uma balança de pressão de

radiação. Tal aparelho é barato, preciso e simples de usar, e leva-se apenas

alguns minutos para ser calibrado.

Escolha do meio acoplante

Pela própria natureza do ultra-som, esse não pode percorrer através do ar e

desse modo, sem uma via de saída adequada, o som gerado pelo transdutor

será refletido de volta na interface entre o ar e a superfície de tratamento do

aplicador, o que pode danificar o delicado transdutor. Para dar ao ultra-som

gerado uma "rota de escape" do cabeçote para dentro do corpo, é preciso co-

locar alguma forma de agente acoplante entre a face do aplicador e o corpo.

O melhor agente acoplante em termos de propriedades acústicas é a água. A

diferença na impedância acústica entre a água e os tecidos moles é pequena,

o que significa que ocorre apenas aproximadamente 0,2% de reflexão na

interface entre os dois.

O agente acoplante ideal deve ter não somente as propriedades acústicas da

água, mas também deve satisfazer os seguintes requisitos (Dyson, 1990):

• não ter bolhas de gás ou outros objetos refletivos

• viscosidade de gel, permitindo uso fácil

• ser estéril

• ser hipoalergênico

21

• ser quimicamente inerte

• funcionar também como curativo para a ferida

• ser transparente

• ser barato.

Infelizmente, o agente ideal não existe. Contudo, existem vários agentes

adequados e, desde que o usuário esteja ciente das limitações de cada um,

pode-se fazer as compensações necessárias durante a sessão de tratamento.

Água desgaseificada. Livre de bolhas de gás e outras inclusões, e tendo a

água uma impe-dância acústica próxima da dos tecidos conjuntivos moles

quando comparada com o ar (água: 1,52 X IO6; gordura: 1,35 X IO6; músculo:

1,65-1,74 X IO6; ar: 429), ela é o agente acusticamente ideal. Contudo, a

natureza da água em termos de viscosidade limita seu uso e essa pode então

ser usada apenas se estiver dentro de um recipiente; isso não representa um

problema quando se trata extremidades do corpo, como mãos, punhos,

tornozelos e pés, que podem facilmente ser colocados dentro de uma bacia

de água.

O recipiente ideal para o tratamento deve ser revestido com um material que

absorva o ultra-som para impedir reflexões indesejadas do lado do recipiente.

O terapeuta pode adaptar facilmente uma bacia comum revestindo sua super-

fície inteiramente submersa com uma borracha do tipo usado no capacho de

carros. A água desgaseificada (água destilada será suficiente) deve ser

mantida a 37 °C e estéril caso uma ferida aberta seja tratada. A área lesada e

o cabeçote são então submersos na bacia. Não é necessário fazer contato

entre o cabeçote e o local de lesão devido à boa transmissão do ultra-som

através da água. Se houver algum risco de a mão do operador ser submersa

na água durante o tratamento, deverá ser usada uma luva cirúrgica de

borracha em cima de uma luva fina de algodão. Isso reduz a possibilidade de

reflexos de ultra-som serem absorvidos pelo operador (o ar aprisionado pela

luva cirúrgica constitui uma boa camada refletiva entre a luva e a pele do

operador) e também reduz a possibilidade de infecção cruzada no caso de

feridas abertas.

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Essa forma de aplicação de ultra-som tem as vantagens de o cabeçote de

tratamento não precisar tocar locais lesados dolorosos e de áreas irregulares

como os dedos poderem ser tratadas facilmente.

Como com todos os tratamentos de ultra-som, o cabeçote precisa ser mantido

em movimento todo o tempo de forma circular para evitar a formação de

ondas estacionárias.

Gel aquoso, óleo e emulsões. Esses materiais têm propriedades acústicas

similares às da água com a vantagem de que sua viscosidade mais alta os

torna mais agradáveis ao usuário. Exemplos de gels comumente usados são

Sono-gel (Enraf-Nonius) e Camcare (Electro-Medical Supplies LTD). Eles

podem ser aplicados diretamente na pele, mas deve-se ter o cuidado de

assegurar que não fiquem aprisionadas bolhas de ar dentro deles. Se

aplicados na pele lesada, apenas materiais estéreis podem ser usados; se

esses não estiverem disponíveis o tratamento deve limitar-se à pele intacta ao

redor. Essa pode ainda ser uma forma efetiva de tratamento, já que muitas

das células de reparo se originam nessa área ao redor e o ultra-som ainda

terá um efeito estimulador sobre sua atividade.

Freqüência

Tendo controle sobre a freqüência de saída do ultra-som o terapeuta pode

controlar a profundidade para onde a energia poderá ser direcionada, e

também qual mecanismo físico estará ativo. A regra básica é que, quanto

mais alta a freqüência, mais superficial a profundidade de penetração,

levando à rápida atenuação do ultra-som e causando um efeito biológico prin-

cipalmente por meio de mecanismos térmicos (é mais provável que ocorra

cavitação em freqüências mais baixas). Deve-se observar além disso, que a

quantidade de atenuação depende também da natureza do tecido através do

qual o ultra-som percorre. Os tecidos com alto conteúdo de proteína

absorvem energia mais prontamente do que aqueles com alto conteúdo de

gordura ou água. O terapeuta confrontado com uma lesão de pele superficial

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escolheria um aplicador de 3 MHz; uma lesão muscular mais profunda exigiria

um aplicador de 1 MHz.

Intensidade

Depois de ter escolhido a freqüência, de modo que a profundidade de

penetração necessária seja obtida, o terapeuta precisa decidir qual nível de

intensidade usar - ou seja, a área lesada pode ser atingida, então quanto de

ultra-som se deve aplicar?

Não há informações científicas ou clínicas quantitativas que indiquem que

precisamos usar níveis altos de ultra-som - ou seja, acima de 1 W/cm2 (SATÃ)

- para causar um efeito biológico significativo nos tecidos lesados. Pelo

contrário, os dados já apresentados neste capítulo apoiam o uso de

intensidades de 0,5 W/cm2 (SATÃ) e menores para obter taxas máximas de

regeneração em tecidos como pele, tendões e ossos. As evidências também

mostraram que os níveis de ultra-som acima de 1,5 W/cm2 (SATÃ) têm um

efeito adverso nos tecidos em regeneração. Efeitos térmicos significativos

podem ser obtidos usando intensidades entre 0,5 e 1 W/cm2 (SATÃ). O

tratamento abaixo de 0,5 W/cm2 (SATÃ) deve ser usado para invocar

mecanismos primariamente não-térmicos.

Felizmente, há uma tendência nos últimos anos no sentido do uso de

tratamentos de intensidade mais baixa. O conselho aos terapeutas é usar

sempre a intensidade mais baixa que produza o efeito terapêutico

desejado, já que intensidades mais altas podem ser lesivas (Dyson,

1990). Geralmente, com condições agudas, a intensidade usada não deve

ultrapassar 0,5 W/cm2 (SATÃ) e para condições crônicas os níveis não devem

ultrapassar 1 W/cm2 (SATÃ).

Modo pulsado ou contínuo?

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O ultra-som pulsado tem um efeito importante na redução da quantidade de

calor gerado nos tecidos. Existe controvérsia sobre quais são os mecanismos

principais por meio dos quais o ultra-som estimula as lesões a se

regenerarem. É pouco provável que ocorra um efeito biológico específico

como resultado da ação exclusiva de mecanismos térmicos ou não-térmicos;

é mais provável que haja uma mistura de ambos. Portanto, essa é uma área

pouco esclarecida.

Os efeitos térmicos não são desejáveis quando o local de lesão tem um

suprimento sangüíneo comprometido ou baixo (por ex., tendão). Nesse caso,

a regeneração deve ser obtida usando mecanismos não-térmicos - ou seja,

pulse o ultra-som para reduzir a média temporal (reduzir o aquecimento) ao

mesmo tempo, mantendo a média de pulsos em um nível alto o suficiente

para obter um efeito biológico.

Intervalos de tratamento

O intervalo entre tratamentos sucessivos depende da natureza da lesão.

Aguda

O peso das evidências com respeito à efetividade da terapia com ultra-som

indica que quanto mais cedo for usado após a lesão, mais efetivo será; ou

seja, é melhor aplicá-lo durante a fase inflamatória inicial de reparo (Oakley,

1978; Patrick, 1978). Durante essa fase, os macrófagos e mastócitos ocupam

o local da ferida e foi demonstrado que essas células respondem ao ultra-som

terapêutico (Fyfe e Chahl, 1985; Young e Dyson, 1990a).

O ultra-som terapêutico acelera a fase inflamatória, resultando em uma

entrada mais rápida na fase proliferativa (Dyson, 1990; Young e Dyson,

1990b). Durante a fase inflamatória de reparo, os tratamentos devem ser

feitos uma vez por dia por aproximadamente uma semana ou até que o

edema e a dor tenham cedido. Os tratamentos através da fase proliferativa

subseqüente do reparo podem então ser reduzidos para três vezes por

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semana (McDiarmid e Burns, 1987). Isso deve ser mantido até que a

condição se resolva.

Crônica

A literatura relativa ao tratamento de feridas crônicas é esparsa e também

controvertida com respeito à eficácia dos tratamentos de ultra-som e também

aos intervalos de tratamento. No caso de úlceras venosas na perna, revisões

positivas afirmam variavelmente um regime de tratamento de uma vez por

semana (Callam et al., 1987) e três vezes por semana (Dyson, Franks e

Suckling, 1976). É aconselhável manter o tratamento de feridas crônicas

depois da fase inflamatória de reparo e também durante a fase proliferativa, já

que tem sido mostrado que o ultra-som pode afetai" muitos dos processos

que ocorrem durante essa fase, como a angiogênese (Young e Dyson,

1990c), a atividade dos fibroblastos (Dyson, 1987; Webster, 1980) e a

contração da ferida (Hart, 1993). Esses efeitos têm sido obtidos usando baixa

intensidade (máximo de 0,5 W/cm2), valendo-se primariamente de

mecanismos não-térmicos.

Duração do tratamento

A duração do tratamento depende da área da lesão. Tipicamente, a área deve

ser dividida em zonas que sejam aproximadamente 1,5 vezes a área do

cabeçote de tratamento de ultra-som, e então cada zona deve ser tratada por

um ou dois minutos (Oakley, 1978). Os tempos de tratamento subseqüentes

devem então ser aumentados em 30 segundos por zona até um máximo de

três minutos (Oakley, 1978). Hoogland (1986) recomenda um tempo de

tratamento máximo total de 15 minutos e que pelo menos um minuto deva ser

gasto no tratamento de uma área de um centímetro.

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Risco potencial para o terapeuta e o paciente

O ultra-som pode ser uma terapia efetiva ou um risco potencial dependendo

do modo como é aplicado. Existem várias listas extensas de contra-

indicações e precauções (Dyson, 1988; Hoogland, 1986; Reid, 1981). Essas

incluem irradiação de:

• útero em gestação

• gônadas

• lesões malignas e pré-cancerígenas

• tecidos previamente tratados com raios X profundos ou outra

radiação

• anormalidades vasculares, por ex., trombose venosa profunda,

embolia, aterosclerose grave

• infecções agudas

• área cardíaca na doença cardíaca avançada

• olhos

• gânglio estrelado

• hemofílicos não protegidos por reposição de fator

• áreas sobre proeminências ósseas subcutâneas

• placas epifisárias

• medula espinhal após laminectomia

• nervos subcutâneos principais

• crânio

• áreas anestésicas.

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Muitas dessas contra-indicações têm sido incluídas na lista, embora não se

baseiem em qualquer evidência científica firme. Contudo, mesmo que haja

uma chance remota de que possa ocorrer dano, o ultra-som não deve ser

usado.

Dyson (1988) relaciona as seguintes precauções básicas a serem tomadas de

modo a assegurar que o ultra-som seja usado efetivamente e com segurança:

1. usar o ultra-som somente se estiver treinado adequadamente

para fazê-lo

2. usar o ultra-som para tratar somente pacientes com condições

que sabidamente respondam de modo favorável a esse tratamento (a menos

que esteja sendo usado experimentalmente)

3. usar a intensidade mais baixa que produza o efeito desejado,

pois intensidades mais altas podem ser lesivas

4. mover o aplicador constantemente durante a aplicação para

evitar efeitos lesivos de ondas estacionadas

5. se o paciente sentir qualquer dor adicional durante o

tratamento, reduzir a intensidade

até um nível no qual não haja dor ou abandonar o tratamento

6. usar equipamentos apropriadamente calibrados e mantidos

7. se tiver alguma dúvida, não irradiar.

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13. Considerações finais

Pode-se dizer que se usado corretamente o ultra-som pode ser uma força

terapêutica muita potente. "Corretamente" significa usar a intensidade mais

baixa possível para obter o resultado desejado (intensidades acima de 1

W/cm2 não devem ser necessárias)

O ultra-som pode ser perigoso se for usado incorretamente, de modo que os

usuários precisam compreender plenamente os mecanismos através dos

quais ele atua.

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14. Refereancial Bibliográfico

LOW, John; REED, Ann. Eletroterapia Explicada: princípios e prática.

Barueri, São Paulo: Manole, 2001

KITCHEN, Sheila. Eletroterapia: prática baseada em evidências. Barueri,

São Paulo: Manole, 2003

ULTRA-SOM. Disponível em

http://www.wgate.com.br/conteudo/medicinaesaude/fisioterapia/eletro/

ultra_som2.htm. Acesso em 30/10/2010 às 13h50m.