En este documento se resuelven dos casos de diatermia por radiofrecuencia pulsada para la eliminación de tejido adiposo, a través del modelado de circuitos equivalentes de Debye: uno en paralelo y otro en serie.

1. TALLER BIOIMPEDANCIA
Presentado por Juan Pablo Ramírez Galvis
jramirezg10@ucentral.edu.co
1. Investigar la técnica de la diatermia e Hipertermia con RadioFrecuencia pulsada, para
tratamiento contra la obesidad. Hacer énfasis en el principio de funcionamiento de la
técnica y los electrodos que se usan.
Diatermia e hipertermia
El médico alemán Karl Franz Nagelschmidt (1906), desarrolló el término diatermia para referirse a
la producción de calor en una zona del cuerpo (menor a 45º), mediante una corriente eléctrica de
alta frecuencia (o radiofrecuencia a entre 1 y 4 MHz) que pasa entre dos electrodos (denominados
activo y pasivo, respectivamente) colocados en la piel (Acevedo & Gómez, 2014). Existen varias
técnicas, entre las que se pueden citar como las más importantes (eFisioterapia, 2015):
• Capacitiva: el electrodo activo se conforma de un material metálico con un recubrimiento
aislante, el cual alterna continuamente las polaridades con el electrodo pasivo. Ello
genera una corriente inducida en los tejidos por la diferencia de potencial o voltaje.
• Resistiva: el electrodo activo se conforma de un material metálico, el cual irriga una
corriente al interior del organismo que luego es captada por el electrodo pasivo,
calentando las superficies tisulares por efecto Joule. En este caso, los tejidos con menor
porcentaje de agua serán los que recibirán mayor impacto.
De igual manera, es posible hacer las siguientes anotaciones (eFisioterapia, 2015):
• La diatermia es una técnica específica dentro de los tratamientos con calor elevado, o
hipertermia.
• La técnica resistiva libera energía en el tejido más profundo con un mayor nivel de
impedancia, mientras que la técnica capacitiva lo hace en las capas inmediatamente
debajo del electrodo, independientemente de la impedancia del tejido afectado.
• Para evitar quemaduras, la técnica resistiva trabaja con aproximadamente el 30% de la
potencia que puede alcanzar la técnica capacitiva.
• La mayor sensación de calor se da alrededor de la placa activa, la cual siempre tendrá
menor superficie/tamaño que la pasiva. Por ende, el electrodo mas pequeño siempre
debe ponerse más cerca del tejido de interés.
• En el evento que se sienta una elevación de temperatura en el electrodo grande, es
posible que haya pelo o mal contacto en el activo, lo que genera un efecto aislante en el
mismo. De ser así, se recomienda utilizar un gel conductor.
• En la actualidad, el metal más comúnmente utilizado para las placas, es el acero
quirúrgico.

2. Ilustración 1. Esquema comparativo entre las técnicas de diatermia. Fuente: Alibaba.com
Radiofrecuencia pulsada:
Este modo de estimulación se utilizó por primera vez en 1998 por parte de Sluijter. Consiste en la
aplicación por medio de ráfagas, intercalando periodos de tratamiento activo (20 ms) con periodos
silentes (480 ms) los cuales permiten la disipación de calor (Martín-Arroyo & M, 2016). De este
modo, la radiofrecuencia pulsada (RFP) no produce lesión térmica destructiva.
Implementación de las técnicas en tratamientos de la obesidad:
Teniendo en cuenta que, la diatermia por radiofrecuencia pulsada va a tener mayor incidencia en
los tejidos con menor porcentaje de agua, la técnica se hace efectiva para destruir a los adipocitos
asociados con la obesidad, la flacidez y la celulitis. Paralelamente, como pautas a seguir en el
tratamiento, se tienen (Banacloy & Barrios, 2018):
• Como agentes conductores se puede recurrir a cremas de radiofrecuencia o cosméticos
lipolíticos. No se deben utilizar productos que produzcan calor o frío, pues la diatermia
puede potencializar sus efectos, trayendo consecuencias incómodas para el paciente.
• Las sustancias que se usan con mayor frecuencia durante estos tratamientos son la L-
carnitina, cafeína, enzimas lipolíticas, ácido manurónico, y extractos de fucus.
• Las zonas con alta concentración adiposa pueden contrarrestar la percepción de calor, por
lo que se debe proceder con cuidado en la asignación de los tiempos y frecuencias.
• Se debe adaptar el tamaño del electrodo a la zona de tratamiento, así como la velocidad
del movimiento y la potencia aplicada, a la sensación térmica del paciente.
Complementariamente, se presenta el protocolo estándar para el proceso (Banacloy & Barrios,
2018):
• Tratamiento: 2 o 3 veces/semana (10-20 sesiones).
• Técnicas de aplicación: capacitiva o resistiva.
• Se recomienda realizar presión con el manípulo y masajear la zona tratada con la mano
libre del terapeuta.
• La potencia aplicada debe ajustarse a los umbrales de cada paciente.
• Tamaño del electrodo: el de mayor diámetro que permita la zona a tratar.
• Colocación de la placa: siempre que sea posible transversal, pero también se puede de
forma contigua.
• Duración de la sesión 20 min/zona a tratar

3. 2. De acuerdo a los conocimientos aprendidos sobre la Bioimpedancia y los modelos
eléctricos equivalentes del tejido biológico. Proponer un circuito eléctrico que modele la
aplicación de electroestimulación para diatermia por RF considerando los siguientes datos:
Tipo de electrodos: secos
Diámetro de los electrodos: 1.5cm
Frecuencia de la estimulación: 1MHz
Distancia entre electrodos: 2.0 cm, conectados en el mismo plano (caso 1)
Distancia entre electrodos: 8.0 cm, el electrodo activo conectado en la parte anterior del
antebrazo y el electrodo de tierra conectado en la parte posterior del mismo antebrazo (caso 2)
Generalidades
Como los electrodos son secos, el modelamiento de circuito equivalente procede de la siguiente
manera:
Ilustración 2. Modelo de biopotencial para electrodos secos. Fuente: (Li et al., 2018).
Asimismo, dado que la investigación se orienta a la diatermia por radiofrecuencia pulsada para
contrarrestar la obesidad, como estructura tisular se escoge la grasa infiltrada en los músculos
(López del Angel, 2015).

4. Por consiguiente, del estudio de Camelia y Sami Gabriel, se tomarán los valores correspondientes a
la referencia Fat (Average Infiltrated), teniendo en cuenta únicamente el primer grado de
dispersión.
Tissue Type
Parameter
ef del1
tau1
(ps)
alf1 del2
tau2
(ns)
alf2 sig del3 tau3 (us) alf3 del4
tau4
(ms)
alf4
Fat (Average
Infiltrated)
2.500 9.00 7.958 0.200 35 15.915 0.100 0.035 3.30E+4 159.155 0.050 1.00E+7 15.915 0.010
Tabla 1. Valores para el tejido de referencia. Tomado de: (Gabriel & Gabriel, 1997).
Resolución caso 1
Para este primer caso los electrodos se ubican de manera contigua, por lo tanto, el modelamiento
se realiza como un circuito en paralelo (sobre el mismo tejido).
Ilustración 3. Diagramación caso 1. Fuente: Elaboración propia.
Modelado del tejido adiposo
Conductividad por debajo de 100 Hz (σ0) = 0.04 S/m
Conductividad a muy altas frecuencias (σꚙ) = 10 S/m
Longitud entre los electrodos (L) = 2 cm
Área de los electrodos (A) = 3.14*(1.5 cm /2)^2 = 1.76 cm2
R0 = (1/0.04 Sm-1
) * (0.02 m/0.000176 m2
)
R0 = 2840.9Ω
Rꚙ = (1/10 Sm-1
) * (0.02 m/0.000176 m2
)
Rꚙ = 11.36Ω

5. Valor Alpha (α) = 0.200
Valor Tau (τc) = 7.958 ps
Frecuencia de estimulación (f) = 1MHz
A = 11.36Ω
B = 2840.9Ω - 11.36Ω = 2829.54Ω
C = -j*(2829.54Ω)*(1.25E11/1E6)1-0.2
= -j33.82MΩ
Fuente en estado de reposo (F) = 70 mV
Z1 = Z2
𝑍1 = 𝐶||𝐵 =
𝐶 · 𝐵
𝐶 + 𝐵
Z1 = (-j33.82MΩ * 2829.54Ω) / (-j33.82MΩ + 2829.54Ω)
Z1 = (33.82M < -90º * 2829.54Ω < 0o
) / (-j33.82MΩ + 2829.54Ω)
Z1 = 9.56E10 < -90º / √2829.542 + 33.82E62 < tan-1
(-33.82E6/2829.54)
Z1 = 9.56E10 < -90º / 33.82E6 < -90º
Z1 = 2826.72 < 0º = Z2
Vx = Vx1
𝑉𝑋 =
𝐹
𝐵
· 𝑍1
Vx = (70 mV / 2829.54 < 0o
) * 2826.72 < 0º
Vx = 69.93 < 0º mV = Vx1
𝐼 =
2𝑉𝑥
2𝑍1 + 2𝐴

6. I = (2*69.93 < 0º mV) / ((2*2826.72 < 0º) + (2*11.36Ω))
I = (138.6 < 0º mV) / ((5653.44 < 0º) + (22.72 < 0º))
I = (138.6 < 0º mV) / (5676.16 < 0º)
I = 0.024 mA
Modelado de la piel y del electrodo activo
Para simplificar el análisis, se construye en Excel una plantilla que determina la corriente en los
diversos tejidos y en el electrodo activo (con σꚙ (gel)= 70 S/m; σ0 (material)=17,5 S/m).
Parámetros
Tejidos Electrodo Ag
(Ehc = 0,799V)Adiposo Piel
σ0 (S/m) 0,04 0,1 17,5
σꚙ (S/m) 10 40 70
L (m) 0,02 0,02 0,02
A (m2) 0,000176 0,000176 0,000176
R0 (Ω) 2840,91 1136,36 6,49
Rꚙ (Ω) 11,36 2,84 1,62
α 0,2 0,2 0,2
τc 7,958 7,958 7,958
f (Hz) 1E+06 1E+06 1E+06
Valor A (Ω) 11,36 2,84 1,62
Valor B (Ω) 2829,55 1133,52 4,87
fc 1,26E+11 1,26E+11 1,26E+11
Valor C (Ω) -j3,40E+07 -j1,36E+07 -j5,85E+04
Z1 num magnitud 9,61E+10 1,54E+10 2,85E+05
Z1 num angulo -90 -90 -90
Z1 den magnitud 3,40E+07 1,36E+07 5,85E+04
Z1 den angulo -90 -90 -90
Z1 = Z2 magnitud (Ω) 2830 1134 5
Z1 = Z2 angulo 0 0 0
Vx = Vx1 (mV) 70,00 70,00 799,00
I (mA) 0,0246 0,0616 123,05
Tabla 2. Bioimpedancias, voltajes y corrientes iónicas para grasa, piel y placa activa ubicada
paralelamente. Fuente: Elaboración propia.

7. Caracterización de la malla
Ilustración 4. Circuito equivalente caso 1. Fuente: Elaboración propia.
Asumiendo una fuente para el proceso de la diatermia de 80 voltios y unas impedancias de
espacio extracelular de 4.35Ω (Olarte-Echeverri & Osorio-G, 2010), se tiene que:
ZEQParalelo piel = 1/((1/1134Ω) + (1/1134Ω)) = 567Ω
ZEQParalelo grasa = 1/((1/2830Ω) + (1/2830Ω)) = 1415Ω
ZEQserie = 5Ω + (3*4.35Ω) + 567Ω + 1415Ω = 2000.05Ω
Itotal = 60V/2000.05Ω = 0.029A = 29.99 mA
Electrodo Piel Grasa
Corriente 29.99 mA + 123,05 mA = 153.04 mA 29.99 mA + 0,0616 mA = 30.05 mA 29.99 mA + 0,0246 mA = 30.01 mA
Tabla 3. Corrientes de estimulación por material caso 1. Fuente: Elaboración propia.
Resolución caso 2
Para el segundo caso los electrodos se ubican de manera transversal, por lo tanto, el modelamiento
se realiza como un circuito en serie (atravesando múltiples tejidos).
Ilustración 5. Diagramación caso 2. Fuente: Elaboración propia.
Electrodo Z1
Piel Z2 Piel Z3
Grasa Z4 Grasa Z5
Z6
Z7
Z8

8. Modelado de los tejidos involucrados:
Parámetros
Tejidos Electrodo Ag
(Ehc = 0,799V)Adiposo Piel Músculo Hueso
σ0 (S/m) 0,04 0,1 0,35 0,02 17,5
σꚙ (S/m) 10 40 70 9 70
L (m) 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
A (m2) 0,000176 0,000176 0,000176 0,000176 0,000176
R0 (Ω) 11363,64 4545,45 1298,70 22727,27 25,97
Rꚙ (Ω) 45,45 11,36 6,49 50,51 6,49
α 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
τc 7,958 7,958 7,234 13,263 7,958
f (Hz) 1E+06 1E+06 1E+06 1E+06 1E+06
Valor A (Ω) 45,45 11,36 6,49 50,51 6,49
Valor B (Ω) 11318,18 4534,09 1292,21 22676,77 19,48
fc 1,26E+11 1,26E+11 1,38E+11 7,54E+10 1,26E+11
Valor C (Ω) -j1,36E+08 -j5,44E+07 -j1,67E+07 -j1,81E+08 -j2,34E+05
Z1 num magnitud 1,54E+12 2,47E+11 2,16E+10 4,10E+12 4,56E+06
Z1 num angulo -90 -90 -90 -90 -90
Z1 den magnitud 1,36E+08 5,44E+07 1,67E+07 1,81E+08 2,34E+05
Z1 den angulo -90 -90 -90 -90 -90
Z1 = Z2 magnitud 11318 4534 1292 22677 19
Z1 = Z2 angulo 0 0 0 0 0
Vx = Vx1 (mV) 70,00 70,00 70,00 70,00 799,00
I (mA) 0,0062 0,0154 0,0539 0,0031 30,76
Tabla 4. Bioimpedancias, voltajes y corrientes iónicas para grasa, piel y placa activa ubicada
transversalmente. Fuente: Elaboración propia.
Caracterización de la malla
Electrodo Z1
Piel Z2
Grasa Z3
Z9
Z10
Z11
Músculo Z4
Hueso Z5
Músculo Z6
Grasa Z7
Piel Z8
Continúa…
Z12
Z13
Z14
Z15
Z16

9. Ilustración 6. Circuito equivalente caso 2. Fuente: Elaboración propia.
ZEQserie = 19Ω + (2*4534Ω) + (2*11318Ω) + (2*1292Ω) + 22677Ω + (8*4.35Ω) = 57018,8Ω
Itotal = 60V/57018,8Ω = 0.00105A = 1.05 mA
Electrodo Piel Grasa Músculo Hueso
Corriente 1.05 mA + 30,76 mA
= 31.81 mA
1.05 mA + 0,0154
mA = 1.06 mA
1.05 mA + 0,0062
mA = 1.056 mA
1.05 mA + 0,0539
mA = 1.10 mA
1.05 mA + 0,0031
mA = 1.053 mA
Tabla 5. Corrientes de estimulación por material caso 2. Fuente: Elaboración propia.
Conclusión
La ejecución de la diatermia con los electrodos en disposición transversal, acobija más tejidos y
genera mayor profundidad; pero a cambio, se ve minimizada la corriente de estimulación por la
creciente impedancia. De esta manera, para los tratamientos orientados a la obesidad se
recomienda utilizar la disposición en paralelo.
Asimismo, es importante conocer los parámetros eléctricos de las placas a utilizar, las variables de
programación de la fuente de radiofrecuencia pulsada (como frecuencia de la ráfaga, tiempo de la
onda en semiciclo activo, periodo total del tratamiento, forma de la oscilación, voltaje aplicado,
etc.) y las condiciones inherentes al paciente (como cantidad de vellosidad, humedad de la piel,
etc.).
Finalmente, en cuanto a la escogencia entre la técnica capacitiva o resistiva, es de uso más general
la primera. En otras palabras, cuando la corriente inducida no de abasto, se puede intentar con
una directa.
Referencias
Acevedo, J., & Gómez, E. (2014). Principios básicos del funcionamiento de la radiofrecuencia en el
tratamiento del dolor crónico.
https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:TXiK7knfvv4J:https://revistas.javeriana
.edu.co/index.php/vnimedica/article/download/16331/13117/+&cd=8&hl=es&ct=clnk&gl=co
Banacloy, E., & Barrios, F. (2018, julio 11). Diatermia en el tratamiento de la celulitis. Therapy
Global Solutions. https://therapyglobalsolutions.com/2018/07/11/diatermia-en-el-tratamiento-
de-la-celulitis/
eFisioterapia. (2015). Los electrodos en diatermia capacitiva y resistiva. eFisioterapia.
https://www.efisioterapia.net/tienda/los_electrodos_en_diatermia_capacitiva_y_resistiva-t-
128.html
Gabriel, C., & Gabriel, S. (1997). The Dielectric Properties of Body Tissues.
http://niremf.ifac.cnr.it/docs/DIELECTRIC/Report.html#Mes_Acc_Freq_Range
Li, G., Wang, S., & Duan, Y. Y. (2018). Towards conductive-gel-free electrodes: Understanding the
wet electrode, semi-dry electrode and dry electrode-skin interface impedance using
electrochemical impedance spectroscopy fitting. Sensors and Actuators B: Chemical, 277, 250-260.
https://doi.org/10.1016/j.snb.2018.08.155

10. López del Angel, F. A. (2015). Distribución de Grasa Total y Grasa Infiltrada en Cuádriceps
Mediante Imagenología por Resonancia Magnética [Sociedad Mexicana de Ingeniería Biomédica,
A.C.]. https://doi.org/10.24254/CNIB.15.72
Martín-Arroyo, T., & M, J. (2016). Radiofrecuencia pulsada: Pasan los años y seguimos con las
mismas incógnitas. Revista de la Sociedad Española del Dolor, 23(4), 167-169.
https://doi.org/10.20986/resed.2016.3473/2016
Olarte-Echeverri, G., & Osorio-G, G. F. (2010). Espectroscopia de impedancia eléctrica en cáncer
invasivo del cuello uterino en mujeres de caldas (Colombia), 2008-2009 Electrical impedance
spectroscopy in cervical cancer in women from Caldas, Colombia 2008-2009. 6.