Riccione, 2 ottobre 2006 IL TRAUMA DISTORSIVO CERVICALE FOCUSING LASERTERAPIA E DIATERMIA CAPACITIVA E RESISTIVA Valutazione degli effetti capacitivi e resistivi della diatermia attraverso l’analisi dell’impedenza tessutale Loris Stella

Trasferimento energetico diatermico Nel corso dei suoi studi sulle correnti ad alta frequenza, D’Arsonval scoprì che una corrente elettrica alla frequenza di 10 KHz o più produceva una sensazione di calore nell’attraversare i tessuti viventi, senza essere accompagnata dalla contrazione muscolare dolorosa che si avverte a più basse frequenze. Era il 1892, anno che segna l’ingresso dell’elettromagnetismo nella Medicina.

Trasferimento energetico diatermico A partire dall’inizio del XX secolo l’impiego in Medicina di correnti a frequenza fino a 3 MHz si diffonde soprattutto per il trattamento di affezioni dolorose dell’apparato muscolo- scheletrico, in alternativa ad altri tipi di terapia fisica basati sul calore.

Trasferimento energetico diatermico Il termine diatermia (dia = attraverso, therme = calore) viene coniato nel 1907 da Nagelshmidt per indicare il riscaldamento dei tessuti viventi prodotto dalla conversione di correnti ad alta frequenza in calore.

Trasferimento energetico diatermico Nei decenni seguenti le tecniche impiegate per la diatermia elettromagnetica sono quelle che si vanno sviluppando per applicazioni di altro tipo, soprattutto in campo militare, dalle onde corte (marconiterapia) alle microonde (radarterapia). Dagli anni ’30, e poi definitivamente nell’immediato dopoguerra, la diatermia (onde lunghe e onde medie) diviene una metodica standard in terapia fisica.

Trasferimento energetico diatermico Il riscaldamento elettromagnetico presenta alcuni vantaggi rispetto ad altre forme di riscaldamento (conduzione, radiazione infrarossa). In particolare, già con le onde lunghe le profondità di trattamento raggiungibili sono notevolmente superiori.

DIATERMIA LASER ULTRASUONOCORRENTI

Trasferimento energetico diatermico Mentre nel riscaldamento per contatto la temperatura all’interno dei tessuti decade esponenzialmente al valore fisiologico (37°C) in pochi millimetri, il riscaldamento elettromagnetico permette di ottenere una distribuzione di temperatura più morbida che può interessare profondità anche di diversi centimetri, non raggiungibili con altri mezzi esterni.

Trasferimento energetico diatermico A dispetto del massiccio impiego di questa tecnica, e della rilevante mole di lavoro in campo fisiologico sugli effetti del calore sui tessuti biologici, la terapia diatermica è stata spesso applicata in modo naif, con totale assenza di parametri fisiologici quantitativi, misurabili, che permettano una valutazione obiettiva della efficacia terapeutica.

Trasferimento energetico diatermico E’ comprensibile che, in una situazione in cui l’efficacia o meno di una terapia dipende in buona parte dalla sensibilità del fisioterapista che la conduce, i risultati clinici siano fortemente contradditori.

Trasferimento energetico diatermico E’ opinione diffusa che l’effetto terapeutico della diatermia sia correlato soprattutto con l’aumento di volume e di flusso di sangue nei tessuti (iperemia), indotto dal riscaldamento profondo. L'iperemia, una volta attivata dall'aumento di temperatura, resta poi sotto il controllo di meccanismi centrali comandati dal sistema nervoso e di meccanismi locali connessi alle condizioni nutritizie del tessuto (ossigeno).

Trasferimento energetico diatermico Un aumento di sangue nei tessuti ha come conseguenza un aumento della conducibilità elettrica media dei tessuti perfusi. Se si esegue una misura di impedenza elettrica in direzione trasversale rispetto alle fibre muscolari, questo effetto è più evidente in virtù della differenza tra la resistività del sangue (circa 150 ohm cm) e quella trasversa del muscolo (circa 2000 ohm cm).

Trasferimento energetico diatermico L'iperemia consiste, a livello di microcircolazione, nella dilatazione delle arteriole e nell'aumento del numero di capillari aperti attraverso l'azione degli sfinteri muscolari precapillarici che ne comandano l'apertura e la chiusura. Nonostante la frazione volumetrica di capillari sia inferiore allo 0,5%, cioè in ogni cm 3 di tessuto ci siano meno di 5 mm 3 di capillari, questi interessano praticamente ogni tessuto, costituendo una vera e propria ragnatela che conta fino a 100 mila capillari per cm 3.

Trasferimento energetico diatermico In condizioni di iperemia, allora, si può pensare che aumenti la probabilità di trovare un cammino a bassa resistenza per una corrente elettrica iniettata trasversalmente alle fibre muscolari; in altre parole, la variazione di impedenza dei tessuti è una misura della " quantità " di iperemia.

Trasferimento energetico diatermico Da questo tipo di considerazione è nato nel 1994 il Progetto Coordinato " Metodi fisici per l'induzione e la misura dell'iperemia nei tessuti biologici ", del Comitato Scienze Fisiche del CNR, con il duplice obiettivo di: –mettere a punto sistemi per la valutazione del tasso di perfusione di sangue nei tessuti sottoposti a trattamento diatermico –sottoporre ad analisi critica le apparecchiature e le metodiche attualmente impiegate in diatermia.

Trasferimento energetico diatermico Di questo progetto è stato promotore l’IROE-CNR, che da oltre un decennio è attivamente impegnato a livello internazionale in ricerche sulle applicazioni biomediche dei campi elettromagnetici. Hanno fatto parte del progetto numerose unità di ricerca fisica, fisiologica e medica, e in particolare: i Servizi di Riabilitazione funzionale di Fisica Sanitaria degli Ospedali Civili di Brescia, il Dipartimento di Fisica dell'Università di Trento, il Dipartimento di Medicina interna della II Università di Roma, i Dipartimenti di Fisica Umana e di Fisiologia Medica dell'Università di Torino. Hanno collaborato al progetto l’ENEA e il CMBM di Trento.

Trasferimento energetico diatermico Nei primi due anni di progetto è stato sviluppato presso l’IROE un sistema impedenziometrico operante alla frequenza di 12 KHz, per verificare la possibilità di determinare la presenza di iperemia in tessuti trattati mediante tecniche diatermiche convenzionali.

Trasferimento energetico diatermico Il sistema in questione ha fornito una misura relativa dell'aumento di contenuto di sangue nei tessuti, misurando la variazione di impedenza elettrica dopo il trattamento rispetto al valore in condizione di riposo. La variazione di impedenza, seguita nel tempo dopo la fine del trattamento, è assunta come misura dell’ iperemia tessutale media in una regione la cui estensione può, entro certi limiti, essere variata cambiando la spaziatura tra gli elettrodi di misura.

Trasferimento energetico diatermico Il sistema per la valutazione dell’impedenza (con possibile valutazione dell'iperemia indotta) è presente, in forma evoluta, nei moderni dispositivi di diatermia capacitivo/resistivo e offre la concreta possibilità di monitorare l’impedenza dei tessuti biologici durante ed in ogni fase del trattamento, e non soltanto al termine del trattamento stesso come evidenziato nel progetto precedente. Ciò consente, ovviamente, all’operatore di verificare, con immediatezza, non solo lo stato iniziale del tessuto, ma l’efficacia reale del trattamento stesso e di quelli successivi.

Impedenza

Trasferimento energetico diatermico I risultati della sperimentazione preliminare sono stati incoraggianti: le impedenze misurate dopo diatermia a onde lunghe, sul bicipite di volontari sani, mostrano in genere una forte diminuzione iniziale (dell'ordine del 20%) in tempi variabili tra 5 e 10 minuti dalla fine del trattamento, per poi tornare molto lentamente (con tempi dell'ordine di 1 ora) verso il valore di partenza.

Trasferimento energetico diatermico Il fatto che questo tipo di comportamento non possa essere spiegato solo sulla base delle variazioni di temperatura della regione trattata (che potrebbero spiegare una diminuzione iniziale di qualche percento e che comunque si estinguerebbe in pochi minuti) è estremamente incoraggiante.

Trasferimento energetico diatermico Nei mesi scorsi è stata avviata una vasta sperimentazione basata su un protocollo clinico già sviluppato dall'unità Operativa di Brescia in collaborazione con il gruppo di ricerca dell'ENEA. Il protocollo prevede la misura impedenziometrica dell'iperemia su tutti i soggetti trattati, come parametro "fisiologico" con cui tentare di correlare l'effetto terapeutico (Università degli Studi di Chieti). Il progetto prevede anche un confronto tra il metodo impedenziometrico ed altri e metodi adatti a misurare il flusso sanguigno locale (ECODOPPLER, laser doppler) (Università degli Studi di Ferrara).

IMPEDENZA L’impedenza è la misura della capacità di un corpo di lasciarsi attraversare dalla corrente elettrica; una bassa impedenza significa una buona conduzione e quindi una ottima capacità di lasciarsi attraversare dalla corrente elettrica, un’ alta impedenza significa esattamente il contrario.

IMPEDENZA L'uso dell'impendenzimetro è un'innovazione che ha 2 possibili applicazioni: –sistema di monitor durante il trattamento –sistema di esplorazione

IMPEDENZA Durante il trattamento è bene verificare spesso i valori espressi dall’impedenzimetro come stima della quantità di energia che il soggetto stà effettivamente assorbendo.

IMPEDENZA Per utilizzare l’impedenzimetro con la funzione di esplorazione, occorre montare un manipolo di tipo isolato, con un diametro appropriato alla ricerca da effettuare (il 55 mm potrebbe essere una ottima scelta). Una volta applicata la crema conduttrice, il manipolo va appoggiato sulla parte da esplorare e la potenza regolata sul valore di 125 watt in modo da osservare come la lancetta dell’impedenzimetro si muove, a seconda del tessuto esplorato (si dovranno osservare sia il movimento dell’ago, sia l’ampiezza delle oscillazioni dello stesso).

IMPEDENZA La resistenza elettrica di un tessuto è notoriamente più bassa quando c’è una ricca presenza di liquidi (essendo i liquidi un buon conduttore), quindi in presenza di edema si ha una significativa deviazione verso destra della lancetta. In caso di infiammazione, la vasodilatazione che ne consegue può abbassare la resistenza (impedenza) di volume anche del 20-30%, si avrà quindi, anche in questo caso, una deviazione verso destra della lancetta.

IMPEDENZA Uno stato febbrile, per esempio, che porta ad una caduta anche del 40% della impedenza è difficile da individuare perchè interessa tutta la persona e non avendo un riferimento non sapremo con cosa confrontare il dato acquisito.

IMPEDENZA Uno stato infiammatorio locale, invece, ad esempio del quadricipite, può essere stimato confrontandolo con l’ impedenza che esibisce il quadricipite sano. Quindi ogni volta che si è in presenza di uno stato patologico asimmetrico, sia vero che presunto, è possibile, nel caso sia evidentemente accertato, stimarne la gravità, mentre nel caso in cui sia nascosto si potrà cercare di individuarne esattamente la sede e la localizzazione.

Trasferimento energetico diatermico Attualmente i trattamenti diatermici utilizzano tre differenti campi di frequenza: onde lunghe, onde corte e microonde.

Trasferimento energetico diatermico La diatermia capacitiva/resistiva ad onde lunghe (o di D’Arsonval) oggi impiegata utilizza elettrodi a conduttori (isolati o non isolati) che vengono applicati al paziente. La frequenza utilizzata è compresa tra 400 e 2000 KHz. A queste frequenze si osserva un vero e proprio trasferimento di energia biocompatibile indotto nel tessuto biologico in trattamento.

Trasferimento energetico diatermico Nel trattamento capacitivo di energia elettromagnetica, il tessuto da riscaldare rappresenta solo una parte del dielettrico compreso tra due elettrodi metallici isolati: in pratica il dielettrico è costituito dal rivestimento degli elettrodi, dall'aria e dal tessuto biologico.

Trasferimento energetico diatermico Sia nell'uso di routine che nella sperimentazione clinica si è notato che l'effetto termico ottenuto tra gli elettrodi non è uniforme e dipende dalla distanza, dalle proprietà elettriche del tessuto, dalla vascolarizzazione della regione trattata e dalla potenza fornita dal generatore. La distribuzione del calore è determinata dal percorso delle linee del campo elettrico che si forma tra i due elettrodi.

Trasferimento energetico diatermico Il principale effetto della diatermia in generale è quello di produrre un riscaldamento dei tessuti profondi. Questo riscaldamento induce diversi effetti:

Trasferimento energetico diatermico Principalmente un aumento del metabolismo dovuto all'aumento di reazioni chimiche che avvengono nelle unità di tempo e una vasodilatazione provocata sia dall'aumento della temperatura, sia da sostanze presenti nei cataboliti prodotti dall'aumentato metabolismo.

Trasferimento energetico diatermico L'aumento del metabolismo e la vasodilatazione inducono a loro volta un aumento del flusso sanguigno, un maggior utilizzo dei capillari normalmente poco sfruttati, un maggior apporto di ossigeno e di sostanze nutritive ed una più elevata rimozione dei cataboliti dalla zona interessata.

Trasferimento energetico diatermico La maggiore attività tessutale si riflette anche sull’idratazione aumentando lo spessore dei tessuti e contribuendo al mantenimento dei livelli ottimali di acqua negli stessi.

Trasferimento energetico diatermico La scelta degli elettrodi deve essere effettuata in funzione della superficie da trattare. Il numero delle sedute varia a seconda del tipo di pelle, dell'età del soggetto, del tipo di patologia, dalle abitudini alimentari e nutrizionali, etc.

Grazie per l’attenzione.