Principi generali degli ultrasuoni
Gli ultrasuoni sono onde di pressione aventi frequenza superiore al limite massimo dell’udibile per l’orecchio umano (20kHz). Possono essere prodotti artificialmente tramite l’effetto piezoelettrico, sfruttando un quarzo o un disco di materiale ceramico.
L’effetto piezoelettrico consiste nella deformazione meccanica (espansione o compressione) che un disco piezoelettrico manifesta quando viene sottoposto, sulle sue due superfici circolari, ad una variazione della tensione .elettrica applicata.
Un apparecchio per ultrasonoterapia è quindi costituito principalmente da un generatore di tensione elettrica alternata (un oscillatore operante a 1MHz e/o 3MHz) che alimenta, tramite un opportuno cavo, un applicatore in cui è inserito il trasduttore piezoelettrico, al quale spetta il compito di convertire l’energia elettrica ricevuta in energia meccanica.
L’effetto terapeutico degli ultrasuoni è sostanzialmente dovuto a quattro differenti effetti, in grado di agire in sinergia:
– effetto termico, consistente in un innalzamento della temperatura dei tessuti interessati dal trattamento. Questo effetto è dovuto sia all’assorbimento dell’energia meccanica associata all’ultrasuono, da parte dei tessuti stessi, sia a fenomeni di riflessione dell’ onda acustica, che si manifestano in prossimità di un’interfaccia tra tessuti a diversa impedenza acustica.
– effetto meccanico, consistente in un micromassaggio ad alta frequenza, determinato dal movimento delle particelle dei tessuti attraversati dall’ onda ultrasonica.
– effetto chimico, consistente in una parziale modifica del pH locale e della permeabilità delle membrane cellulari. Questo effetto è dovuto alle notevoli accelerazioni a cui sono sottoposte le cellule interessate dall’onda acustica.
– effetto di cavitazione, consistente nella generazione, in un fluido, di piccole bolle del gas
ivi disciolto.
A differenza degli apparecchi di Marconi terapia e/o radar terapia, che consentono di ottenere unicamente il riscaldamento dei tessuti trattati, gli ultrasuoni associano al riscaldamento l’azione meccanica, derivante dalla propagazione delle onde di pressione generate dall’ applicatore nei tessuti stessi. Tanto il riscaldamento quanto il massaggio sono tecniche applicate da secoli nel trattamento delle lesioni dei tessuti molli. L’uso di energia ad ultrasuoni consente di ottenere il massaggio e/o il riscaldamento dei tessuti a profondità maggiore di quanto non sarebbe possibile ottenere manualmente.
La dosimetria della radiazione ultrasonica può essere controllata variando tre parametri fondamentali: la frequenza dell’ultrasuono, la densità di potenza prodotta dall’applicatore e la durata dell’ esposizione alla radiazione.
La frequenza della radiazione ultrasonica determina le modalità d’assorbimento dell’energia da parte dei tessuti. Generalmente si può affermare che tanto più è elevata la frequenza della radiazione tanto più rapidamente decresce la densità di potenza all’aumentare del tragitto percorso dalla radiazione nel tessuto.
Nei tessuti molli dell’uomo è stato determinato sperimentalmente che la densità di potenza degli ultrasuoni, alla frequenza di 1MHz, dimezza ad una distanza, dall’applicatore, di 50mm, mentre a una frequenza di 3MHz la densità di potenza dimezza dopo soli 15 mm. Frequenze sensibilmente inferiori a 1MHz, sono scarsamente utilizzate a causa della difficoltà di focalizzazione del fascio d’energia, mentre frequenze superiori a 3MHz risultano generalmente poco utili in quanto causano azioni troppo superficiali. La densità di potenza prodotta dall’applicatore deve essere limitata al valore di 3W/cm2. Tale limite è imposto dalla normativa vigente (JEt 601-2-5) e deve essere strettamente rispettato al fine di non arrecare danni ai tessuti esposti alla radiazione.
