El documento describe los principios biofísicos del ultrasonido terapéutico. Explica que el ultrasonido interactúa con los tejidos biológicos a través de efectos mecánicos y térmicos. Los efectos mecánicos incluyen micromasajes y aumento de la permeabilidad celular, mientras que los efectos térmicos incluyen aumentos controlados de la temperatura para mejorar la circulación y metabolismo. El documento analiza factores como la potencia, frecuencia y profundidad de penetración del ultrasonido y sus efectos en los te

1. PRINCIPIOS BIOFÍSICOS DEL
ULTRASONIDO TERAPEÚTICO

2. Se denomina
ultrasonido a una
vibración mecánica,
de frecuencia
excesivamente
grande que no
pueda ser percibida
por el oído humano,
si bien puede excitar
el de ciertos
animales.
Definición
de
ultrasonido

3. Se trata de
oscilaciones y ondas
mecánicas, cuyas
frecuencias superan
los 20,000 Hz.

4. CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS SONORAS
POR SU FRECUENCIA
Ultrasonido: Más de
16,000 Hz
Sonido: 16 Hz a
16,000 Hz
Infrasonido:
Menos de 16 Hz
Los ultrasonidos trabajan de
0.5 MHZ a 10 MHZ
Si lo puede escuchar
el oído humano

5. Interacción del
ultrasonido con los
tejidos
biológicos
Una interrogante que
siempre está presente es la
capacidad de penetración
del ultrasonido terapéutico.
En este sentido, la
penetración va a depender
de factores como:

6. • La Potencia
• Naturaleza del tejido o
estado patológico
• Frecuencia del haz
• Dirección del haz
• Tipo de cabezal en hz y lo
grande
• El RBN (beam
nonuniformity ratio)
(coeficiente de no
uniformidad del haz )
Interacción del
ultrasonido con los
tejidos
biológicos
Factores:

7. Para el ultrasonido terapéutico se han
estudiado potencia que van desde:
0.1 W/cm2 hasta 2.0 W/cm2

8. Parámetros de potencia en
Watt según el tipo de patología
Proceso agudos Procesos crónicos
0.1 W hasta 1.0 W 1.1 W hasta 2.0 W

9. La potencia en (W) es
directamente proporcional
al trabajo en Joules ( J )
se han estudiado parámetros en
J que van desde 20 J/cm2 hasta
50 J/cm2

10. 30 J/cm2 es la medida
promedio
20 J/cm2 hasta 30 J/cm2
Patologías agudas
30 J/cm2 hasta 50 J/cm2
Patologías crónicas
Entonces, si su ultrasonido tiene de
potencia hasta 1 W = 30 J/cm2

11. Tipo y grande del cabezal
1 Hz
3 Hz
Penetración
Grande del cabeza
en cm2
Mayor
penetración
Menor
penetración
menor tamaño,
mayor penetración
Mayor tamaño,
menor profundidad
Lo ideal es un cabezal en tamaño de cm2

12. El RBN (beam nonuniformity ratio)/coeficiente
de no uniformidad del haz )
Hay ultrasonidos terapéuticos de:
1 RBN hasta 7 RBN
1 – 3 4 – 5
6 - 7

13. Interacción del ultrasonido con los tejidos
biológicos
Cuando el haz viaja
paralelo a la fibra
muscular, se puede
alcanzar hasta 3 cm de
profundidad, mientras
que cuando es
perpendicular a la fibra
muscular solo alcanza
0,9 cm de profundidad

14. Interacción del ultrasonido con los tejidos
biológicos
Las ondas ultrasónicas
penetran en los tejidos de
una forma inversamente
proporcional a la
frecuencia, la profundidad
menor se alcanza cuanto
mayor es la frecuencia

15. Interacción del ultrasonido con los tejidos
biológicos
La absorción, refracción,
reflexión y dispersión de
la onda sónica se deben
tener siempre en
cuenta.

16. Interacción del ultrasonido con los tejidos
biológicos
La atenuación del ultrasonido en el
tejido muscular, depende de varios
factores:
Si el haz ultrasónico es paralelo o no a las
interfases miofasciales, se produce una
reflexión pequeña entre los tejidos
blandos, pero muy grande sobre la
superficie del hueso.

17. Interacción del ultrasonido con los tejidos
biológicos
Los implantes quirúrgicos de metal
constituyen una interfase artificial,
con una impedancia acústica
diferente a la de los tejidos
biológicos; por tanto inducen una
elevada reflexión con aumento de la
energía por la producción de un
patrón de ondas estacionarias y de
concentración (interferencia).

18. Interacción del ultrasonido con los tejidos
biológicos
Esto no contraindica su
aplicación, sino que es un factor a
tener en cuenta a la hora de
prescribir la dosis terapéutica.

19. Efectos biológicos del ultrasonido terapéutico
La mayor parte de la influencia
terapéutica del ultrasonido se
deriva de dos efectos físicos:
Efecto mecánico y
Efecto térmico.

20. Efectos biológicos del ultrasonido terapéutico
No es fácil identificar el límite entre los
cambios fisiológicos que se producen a
consecuencia del calor, o los que se
producen por el impacto de la onda
ultrasónica; aunque el efecto mecánico
es el primero en producirse, en la
práctica diaria no es posible realizar un
tratamiento basado absolutamente en
uno de los dos efectos.

21. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
El efecto mecánico es el primer efecto
que se produce al aplicar el ultrasonido
terapéutico.
• Genera compresión y expansión del tejido
“micromasaje”.
• Tiene una acción desgasificante, por
reagrupar burbujas microscópicas,
situación que puede dar lugar a los
fenómenos de cavitación.

22. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Promueve la respuesta inmunitaria, induce
vasodilatación de arteriolas y activa los
factores de agregación. Ambos procesos se
regulan por mecanismos de transducción,
los cuales se activan ante la irradiación
ultrasónica.

23. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Su mecanismo de acción se
vincula al efecto que las
presiones mecánicas generan
en la membrana celular, que
se traduce en el aumento de
la permeabilidad de
esta a los iones de sodio y
calcio (lo que se considera
que acelera los procesos de
curación de los tejidos).

24. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Estos fenómenos se derivan del efecto de las
ondas sonoras que chocan en la interfase entre
distintos tejidos; la onda que rebota choca, a su
vez, con la onda que llega, y en la unión se
produce interferencia y picos de intensidad que
hay que tener en cuenta en la aplicación. Este
fenómeno disminuye si se mueve
continuamente el cabezal.

25. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Se producen cambios de volumen
celular que llegan a ser del 0,02 %, lo
que estimula el transporte de
membrana.
Liberación de mediadores, por efecto
de la vibración, lo cual influye
activamente en el curso del proceso
inflamatorio.

26. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Se estimula la fibra gruesa aferente con inhibición
posexcitatoria de la actividad ortosimpática, con la
reducción del tono y relajación muscular.

27. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Aumenta la peristalsis precapilar
(de 2 a 3 por cada minuto hasta
31 por cada minuto) con el
consiguiente aumento de la
circulación sanguínea.

28. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Se estimulan los mecanismos
que intervienen en la
regeneración hística, con
aumento de la producción de
fibro-blastos, los cuales, a su
vez, sintetizan fibras de
colágeno para la matriz
intercelular y su posterior
orientación estructural.

29. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Posee efectos sobre los nervios
periféricos a nivel de la
membrana neuronal, lo que
ayuda a comprender el efecto
analgésico; disminuye la
velocidad de conducción de los
nervios periféricos, por lo que se
pueden producir bloqueos
temporales.

30. Efecto mecánico o efecto no térmico
del ultrasonido
Se conoce que el tejido
nervioso tiene una
capacidad selectiva de
absorción de la
ultrasónica, las fibras tipo
B y C son más sensibles
que las de tipo A, de
modo que se explica el
efecto analgésico, con
elevación del umbral de
excitación de las
aferencias nociceptivas.

31. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
El ultrasonido es el agente
físico más efectivo para elevar
la temperatura de una
manera localizada y profunda,
es la única fuente que puede
calentar el interior de las
articulaciones.

32. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Es prácticamente inevitable
este efecto; con mayor o
menor intensidad, siempre se
produce algún aumento de la
temperatura de la zona
irradiada.

33. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
El ultrasonido primero "da energía a la célula, luego,
mientras produce un retraso del desarrollo, inicia una
respuesta de recuperación celular, caracterizada por
un aumento en la producción de proteínas.

34. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Hoy se sabe que estos
resultados abarcan, tanto las
emisiones continuas como las
pulsadas del ultrasonido a
niveles que van de 0,1 a 1,7
W/cm2.

35. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Si se compara con otros métodos, es posible
que a 3 cm de profundidad y en 10 min de
aplicación, una compresa caliente aumenta la
temperatura en 0,8 C, mientras el ultrasonido a
esa misma distancia y tiempo, con 1 MHz, eleva
la temperatura local 4 C.

36. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
La cantidad de calor producido depende de
múltiples factores. Se ha demostrado que con 10
min y 1 MHz, modo continuo, a una intensidad de
1,5 W/cm2 con un cabezal de 20 cm2, en un área de
80 cm2, la temperatura en el músculo del
gastrocnemius a una profundidad de 3 cm aumenta
5 °C.

37. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
La ventaja principal frente a
métodos térmicos no acústicos
es que los tejidos con colágeno
abundante, se calientan
selectivamente mucho más
rápido que la piel o el tejido
graso.

38. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Dentro de estos tejidos ricos
en colágeno se encuentran
• Tendones,
• Músculos,
• Ligamentos,
• Cápsulas articulares,
• Meniscos,
• Fascias musculares,
• Raíces nerviosas, periostio y
hueso cortical.

39. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
En el tejido muscular, el aumento
de temperatura puede ser tan
rápido como 0,07 ೦Grados /s,
para un ultrasonido continuo de
1 W/cm2.

40. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Algunos trabajos informan
que elevaciones térmicas de 1
°C, sobre la temperatura base,
estimulan el metabolismo y la
reparación hística.

41. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Los incrementos de 2 a 3 °C alivian
el dolor y el espasmo muscular, y
los aumentos de 4 °C favorecen la
extensibilidad del tejido colágeno y
disminuyen la rigidez a nivel
articular.

42. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
La elevación de la temperatura, a
la vez que incrementa la
elasticidad y calidad del colágeno
sintetizado, permite una mejor
movilidad de la cicatriz o tejido
reparado.

43. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
El incremento hasta 43 y 45 °C en
tejidos profundos, induce cambios
muy significativos desde el punto
de vista circulatorio.
Por encima de 3 ೦°C de
incremento, se elimina el espasmo
muscular, se inhibe la función del
uso muscular y se abren los
canales linfáticos.

44. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Dentro de los fenómenos que
se pueden describir, como
derivados del efecto térmico
del ultrasonido terapéutico,
están:
Hiperemia.
Activación del metabolismo local.
Efecto pro inflamatorio

45. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Realmente, el ultrasonido no parece
tener un efecto antiinflamatorio
como tal, sino todo lo contrario, lo
que hace es activar el proceso
inflamatorio y acelerar el curso de sus
fases fisiológicas, que logra la
recuperación más rápida del tejido
lesionado.

46. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Los parámetros más útiles para
activar este proceso se pueden
denominar como tratamiento
proinflamatorio. Se trata de
ultrasonido pulsado al 20 %, a dosis
de 0,5 W/cm2 por 5 min, o
ultrasonido continuo a dosis de 0,1
W/cm2. Para el edema, es mejor
utilizar la frecuencia de 3 MHz, a
dosis de 1 a 1,5 W/cm2.

47. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Modificación de las estructuras coloidales. Se
produce una despolimerizacíón o fragmentación
de las moléculas grandes, de modo que disminuye
la viscosidad del medio; esto es útil en afecciones
que cursan con tejidos "empastados" y rígidos, con
diferentes grados de microadherencias.

48. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Disminuye la excitabilidad
neuromuscular. El efecto de la
temperatura logra la relajación del
espasmo muscular y de la contractura
refleja.

49. Efecto térmico del ultrasonido
(diatermia
por ultrasonido)
Sobre los tejidos superficiales,
los ultrasonidos aumentan la
permeabilidad y de elasticidad,
lo que favorece la penetración
de sustancias
farmacológicamente activas.

50. Indicaciones y contraindicaciones
para aplicación del ultrasonido
terapéutico
•Calcificaciones tendinosas del
hombro,
• Síndrome del túnel carpiano,
• Osteorradionecrosis, fracturas
recientes,
• Pseudofracturas y retraso de
consolidación.

51. Indicaciones y contraindicaciones
para aplicación del ultrasonido
terapéutico
También se obtienen muy
buenos resultados los
síndromes radiculares, en
los estadios iniciales de la
enfermedad de Sudeck, en
el manejo integral de las
insuficiencias respiratorias
y venosas.

52. Indicaciones y contraindicaciones
para aplicación del ultrasonido
terapéutico
Una investigación realizada a
231 pacientes a los que se
aplicó ultrasonido terapéutico
en emisión pulsada, se obtuvo
un incremento en la eficacia
global del 90. 4 % en 10. 1
sesiones promedio, de
tratamiento.

53. Indicaciones y contraindicaciones
para aplicación del ultrasonido
terapéutico
Para el tratamiento se utilizó
una dosis que osciló entre 0.2 y
1.5 w/cm2. En este caso, la
eficacia máxima se alcanzó en
los trastornos osteomio-articulares,
como las lesiones
tendinosas y ligamentosas, la
sinovitis, el síndrome del túnel
del carpo, la hernia discal y
ruptura muscular.

54. Indicaciones para aplicación
del ultrasonido terapéutico
En general, las indicaciones
que se describen son:
•Trastornos osteomioarticulares,
fundamentalmente traumáticos y
degenerativos, en los que suelen coincidir
un trastorno circulatorio y la presencia de
diferentes grados de fibrosis, que impiden
el funcionamiento adecuado de las
estructuras.

55. Indicaciones para aplicación
del ultrasonido terapéutico
• En el caso de fracturas
óseas, se recomienda a
dosis "proinflamatoria", 4
sesiones/semana, las
primeras 2 semanas
después del trauma,
donde ayuda incluso, en
la regeneración de
epífisis.

56. Indicaciones para aplicación
del ultrasonido terapéutico
• Fibrosis musculotendinosas,
• contractura de Dupuytren,
• Tenosinovitis,
• Lesiones ligamentarias,
• Lesiones de los cartílagos
intraarticulares,
• Fascitis plantar y el espolón
calcáneo.

57. Contraindicaciones del ultrasonido
terapéutico
Como contraindicaciones absolutas, están:
La aplicación sobre los ojos (por la posibilidad
de cavitación de los medios líquidos del ojo y
provocar lesiones irreversibles).
La aplicación sobre el área del corazón.
Por haberse descrito cambios en el
potencial de acción en aplicaciones
directas.

58. Contraindicaciones del ultrasonido
terapéutico
La aplicación sobre el útero grávido (por
cavitación del líquido amniótico, la
posibilidad de malformaciones por la
hipertermia).
La aplicación sobre el cráneo por la
posibilidad de influir sobre el
cerebro.

59. Contraindicaciones del ultrasonido
terapéutico
La aplicación sobre las placas
epifisiarias en los huesos en
crecimiento por la posibilidad de
inducir un proceso de osteogénesis e
interrumpir el crecimiento normal del
hueso.

60. Contraindicaciones del ultrasonido
terapéutico
La aplicación directa sobre los
testículos por el daño que
produce la hipertermia sobre
las células germinativas.

61. Contraindicaciones del ultrasonido
terapéutico
Otro grupo de situaciones se describen
como contraindicaciones relativas:
La aplicación después de una laminectomía.
Cuando hay pérdida de sensibilidad en la zona a
tratar.
Cuando hay tromboflebitis y várices severas (por
la posibilidad de embolismos).
Cuando hay infecciones con riesgos de
diseminación.

62. Contraindicaciones del ultrasonido
terapéutico
En pacientes con diabetes
mellitus no compensadas.
En la vecindad de tumores por la
posibilidad de estimular o acelerar el
crecimiento tumoral; con determinada
dosis, se logra destruir zonas
tumorales.

63. Metodología de tratamiento y técnica
de aplicación del ultrasonido
terapéutico
El ultrasonido se utiliza generalmente en la etapa
subaguda e incluso la tendencia histórica ha sido la
de utilizarlo solo en estadios crónicos del proceso
patológico. Sin embargo, está planteado que los
principales efectos se obtienen cuando se
comienza después de las 24 h y antes de los 7 días
de la lesión

64. Dosificación del ultrasonido
La intensidad necesaria para
obtener los efectos terapéuticos es
un tema donde todavía se
encuentra discrepancia entre los
autores; sin embargo, hay acuerdo
en la mayor parte de los elementos.

65. Dosificación del ultrasonido
Los parámetros a tener en cuenta son: la
intensidad o potencia, el modo de emisión
que puede ser continuo o pulsado, la
frecuencia de la aplicación que se utiliza, y
por último el área de superficie de
tratamiento del cabezal.

66. Dosificación del ultrasonido
El modo pulsátil tiene la
ventaja en el caso que se
necesite suprimir o limitar el
efecto térmico, permite elevar
la intensidad, sin que esto
provoque efectos nocivos
sobre los tejidos
recientemente lesionados.

67. Dosificación del ultrasonido
El modo pulsado, a la vez que
disminuye el efecto térmico,
aumenta la energía y el poder de
penetración del haz ultrasónico; la
presencia de pulsos es muy
importante para mejorar la
elasticidad del colágeno, mientras
que el modo continuo, es bueno
para lograr dispersión y
fluidificación.

68. Dosificación del ultrasonido
Lo correcto, desde el punto de vista físico, es hacer
la dosificación a través de la fórmula de la densidad
de energía( Jcm2 )
J/cm2 · (Superficie a tratar en cm2)
T en segundo = ________________________________
Potencia ( Wcm2) . (cabezal) %

69. Dosificación del ultrasonido
Se plantea que se debe utilizar una densidad de
energía (DE) por debajo de 30 J/cm2, cuando se
tratan los procesos agudos, y por encima de este
valor para casos en estadio crónico. Generalmente,
se utilizan potencias altas de 1 ó 1,5 W, ya que por
la misma fórmula, al quedar la potencia en el
denominador, entonces se aprecia que con mayores
potencias, se necesitará menos tiempo para
obtener la misma densidad de energía.

70. Tabla 16.1. Valores de la intensidad térmica
según Draper y Prentice

71. Dosificación del ultrasonido
Históricamente en la práctica diaria se utiliza rangos
bajos de intensidad. Por ejemplo, hasta 0,3 W/cm2,
para estimular la regeneración de tejido; entre 0,4 y
0,6 W/cm2, para buscar efectos antiinflamatorios y
analgésicos, en casos subagudos; y dosis mayores que
0,9 W/cm2, para el tratamiento de fenómenos
crónicos como las fibrosis y las calcificaciones.

72. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
Antes de la sesión de tratamiento, al igual que en
el resto de los métodos, lo primero que se hace es
comprobar el funcionamiento adecuado del
equipo. Si se quiere verificar el trabajo específico
del cabezal, o sea, la emisión del haz ultrasónico,
se colocan unas gotas de agua sobre la superficie
de emisión del cabezal y se pone el aparato en
funcionamiento; el resultado es la formación de
pequeñas burbujas o partículas de agua a manera
de nebulización.

73. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
A continuación, se programan en el
equipo, y según la de tratamiento:
prescripción de fisioterapia, todos
los parámetros
Frecuencia de emisión. Puede ser de 1 ó 3 MHz. La
frecuencia de 1 MHz desarrolla un menor coeficiente de
absorción, por lo que se tendrá mayor posibilidad de
penetración, e históricamente se preconiza cuando se
tratan lesiones más profundas.

74. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
La frecuencia de 3 MHz se absorbe mejor y,
por lo tanto, se aprovecha en los tejidos más
superficiales sin poder avanzar mucho en
profundidad; pero es interesante aclarar que,
debido a su más rápida absorción, logra
aumentos de temperatura 3 veces más rápido
que la de 1 MHz

75. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
De este modo, la frecuencia de 3 MHz es
ideal para tratar estructuras peri o
intraarticulares de ubicación superficial,
así como el edema y las tradicionales
lesiones de piel.

76. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
Modo de emisión. Puede ser modo
continuo o modo pulsado. En el caso del
modo pulsado, debe especificarse el
porcentaje de ocupación del ciclo que se
refiere a la relación entre tiempo de impulso
o irradación, y el tiempo de reposo, dentro
de un mismo ciclo de emisión.

77. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
Mientras más tiempo de reposo tiene el
ciclo, se refiere a que la técnica empleada
es más pulsada y, por ende, se tendrá
menor efecto térmico y predominará el
efecto mecánico. El modo de emisión
continuo garantiza los mayores efectos
térmicos.

78. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
Tiempo de aplicación. El
tiempo de aplicación es con base a
la fórmula.

79. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
Intensidad o potencia de la aplicación. Para el
modo de emisión continuo, el rango de seguridad
terapéutica para la intensidad se establece
generalmente entre 0,1 y 2 W/cm2. En el caso del
modo de emisión pulsado, el límite superior de
intensidad se eleva a 3 W/cm2. Sobrepasar estos límites
terapéuticos lleva a la posibilidad de generar daño
hístico de variada magnitud.

80. Prescripción del tratamiento
y técnica de aplicación
Medio de contacto. Es necesario
usar un medio de contacto entre la superficie
del cuerpo a tratar y el cabezal de tratamiento
para poder transferir toda la energía del
ultrasonido.