Apparecchi per Elettrodiagnosi

Apparecchi per Elettrodiagnosi
† Rilevano caratteristiche di eccitabilità
e conduzione elettrica di tessuti
nervosi muscolari ai fini della diagnosi
† Rilevano curva intensità-tempo e
velocità di conduzione del potenziale
di azione lungo le fibre nervose.
Principio di funzionamento
† Il principio di funzionamento delle apparecchiature per
elettrodiagnosi si base sull' applicazione di stimoli elettrici e
sulla osservazione della risposta elettrica o meccanica a tali
stimoli.
† Gli stimoli sono applicati per mezzo di elettrodi cutanei lungo il
decorso di un fascio nervoso.
† La risposta puo' essere:
„ contrazione meccanica di un muscolo
„ risposta elettrica di un muscolo rilevata con opportuni
elettrodi di prelievo (vedi elettromiografi)
„ risposta elettrica del nervo rilevata con opportuni elettrodi
di prelievo e con apparecchiature più sofisticate delle
precedenti
„ risposta elettrica conseguente alla attivazione di fibre
sensoriali e rilevata tramite tecniche di analisi dei
potenziali evocati
Schema a blocchi
Elettrodi
† La stimolazione ed il prelievo del
segnale di risposta e' effettuato con
elettrodi cutanei o con elettrodi ad
ago per l' elettromiografia
(piu' raramente con elettrodi appoggiati
direttamente su nervi esposti nel corso di
interventi chirurgici).
Strumentazione
† La maggior parte delle apparecchiature di
elettrodiagnosi consente misure semiautomatiche di reobase e cronassia, alcuni
strumenti recenti presentano la curva
intensità - tempo su schermo video oppure
su stampante grafica.
† Gli impulsi di stimolazione hanno durata
regolabile dalla decina di microsecondi al
secondo, intensità regolabile da 0 a 150
Volt in tensione e da 0 a 100 mA in
corrente.
Norme di sicurezza
† comuni a tutte le apparecchiature collegate ad un
paziente per mezzo di elettrodi in particolare la
corrente di dispersione da elettrodi e da telaio non
deve superare i 100 µA.
† evitare che le zona cardiaca sia inclusa tra gli elettrodi
† circuito di uscita di tipo "flottante", cioè privo di
riferimento a terra in modo che la corrente fluisca da
un elettrodo all'altro e non si chiuda a terra attraverso
il paziente
† La tecnica di stimolazione e' quasi sempre unipolare
con un elettrodo di stimolazione piccolo e uno
"neutro" o "di riferimento" grande.
† Lo stato di pulizia e il buon contatto tra elettrodi e
cute e' fondamentale per evitare alterazioni delle
misure.
APPARECCHI PER ELETTROTERAPIA
† Gli apparecchi di elettroterapia consentono
di effettuare trattamenti terapeutici basati
sull'eccitazione, per mezzo di stimoli
elettrici, di tessuti nervosi o muscolari.
† Gli stimoli elettrici sono applicati per mezzo
di elettrodi cutanei al fine di:
„ generare contrazioni muscolari in pazienti affetti
da lesioni del sistema nervoso centrale
„ generare contrazioni muscolari in pazienti affetti
da lesioni del sistema nervoso periferico al fine
di rallentare il processo di atrofia a cui sono
soggetti i muscoli denervati
„ mascherare o attenuare il sintomo dolore
ELETTROTERAPIA
† Col termine "elettroterapia" si è soliti
indicare l’utilizzazione a scopo terapeutico
dell’energia elettrica in tutte le sue forme.
† In particolare: la corrente continua e le
correnti variabili.
„ La prima è la cosiddetta corrente galvanica che puo’
sfruttare anche le proprieta’ di determinati farmaci
che vengono veicolati, attraverso la corrente stessa ,
nella zona da trattare (ionoforesi).
„ Nella seconda rientrano sia le correnti
eccitomotorie, quelle con effetto antalgico (correnti
diadinamiche e TENS) e quelle con effetto termico.
Schema a blocchi
Parametri di funzionamento
In generale e' possibile selezionare:
† la forma d'onda della tensione o della
corrente applicata al paziente tramite
elettrodi cutanei
† i parametri di tale forma d'onda
† gli intervalli di durata e di pausa del
treno di impulsi applicato al paziente
† la durata della seduta
Forme d’onda
Gli impulsi di
stimolazione hanno
durata regolabile dalla
decina di
micro secondi al secondo,
intensita' regolabile tra
O e 150 V in
tensione e da 0 a circa
100 mA in corrente.
Alcuni apparecchi utilizzano la combinazione vettoriale di
due o più campi di corrente prodotti da altrettante coppie di
elettrodi.
Ogni campo di corrente è prodotto da un
generatore di corrente sinusoidale con frequenze comprese
tra 3-5 kHz. Le correnti dei due campi differiscono in
frequenza di alcune decine di Hz, generando nel tessuto un
fenomeno di battimento.
Correnti Interferenziali
Correnti Diadinamiche
Posizione degli elettrodi
La corrente di interferenza, con effetto eccitomotorio, può
essere regolata e orientata agendo sulla posizione degli
elettrodi e sulle rispettive correnti.
E'possibile in tal modo ridurre la fastidiosità della
stimolazione, dovuta alla eccitazione dei recettori cutanei,
riducendo l’intensità e aumentando la frequenza delle correnti
sotto gli elettrodi, pur mantenendo relativamente elevata la
corrente di battimento ottenuta sotto lo strato cutaneo.
Sicurezza del paziente
† Stesse norme degli apparecchi di elettrodiagnosi
† E' particolarmente importante che nel caso di uscite
multiple ogni coppia di elettrodi sia elettricamente
isolata da qualsiasi altra coppia in modo da garantire
che la corrente fluisca esclusivamente da un elettrodo
all'altro della stessa coppia e non da un elettrodo di
una coppia a un elettrodo di un'altra coppia.
† Elettrodi sporchi, ossidati o incrostati di pasta
conduttiva secca possono causare forti irritazioni
cutanee e ustioni nel loro punto di applicazione.
† Conduttori e cavi con guaina danneggiata possono
costituire serio pericolo per l'operatore.
† E' in generale
pericoloso utilizzare apparecchiature
di elettroterapia su portatori di stimolatori cardiaci
TERAPIA CON CORRENTI CONTINUE
† Per corrente continua (c.c.) si intende una corrente che
abbia direzione e intensita' costante nel tempo. L'utilizzo
delle c.c. in terapia fisica è duplice: esse infatti vengono
utilizzate sia per creare le cosiddette correnti
"galvaniche" (a scopo analgesico e trofico), sia per
ionoforesi medicamentosa.
Legge di Ohm
Elettrodo Positivo
Rp
Rg
Vcc
Rm
Rp
Elettrodo negativo
I=
Vcc
R p + R p + Rg + Rm
Fig.1 Schema base di applicazioni elettroterapiche in
corrente continua.
Vcc: Tensione di alimentazione (variabile)
Rp: Resistenza della pelle
Rg:: Resistenza del grasso
Rm: Resistenza dei muscoli
R p = 500 KOHM - 1 MOHM
Rg = 10 KOHM - 50 KOHM
Rm = 1 KOHM - 5 KOHM
†
Da questi valori e dalla legge di Ohm deriva che la corrente che
attraversa il circuito e' determinata in gran parte dal valore di Rp
che limita in generale la corrente che attraversa i tessuti. Per
ridurre il valore di Rp si ricorre a delle spugnette che frapposte tra
l'elettrodo e la cute creano di fatto un percorso alternativo alla Rp
a resistenza molto bassa.
Elettrodo
Cute
Tessuto sotto c.
(a)
+
(b)
-
-
+
+
-
ioni
(a) Elettrodo posto sulla cute asciutta
b) Elettrodo su cute umida oppure tramite interposizione di spugnetta imbevuta
Schema base di applicazioni elettroterapiche in
corrente continua dopo l'applicazione di una
spugnetta tra gli elettrodi e la cute.
†
L'inserimento della spugnetta e' stato modellato quindi con
l'inserimento di un elemento resistivo in parallelo alla
resistenza della cute. Questo avendo una resistenza molto
piu' bassa di quella della cute elimina di fatto il problema,
facendo si' che il grosso della caduta di potenziale si abbia
sul grasso e sui muscoli piuttosto che sulla cute.
Elettrodo Positivo
Rs
Rp
Rg
Vcc
Rm
Rs
Rp
Elettrodo negativo
Vcc: Tensione di alimentazione (variabile)
Rp: Resistenza della pelle
Rg:: Resistenza del grasso
Rm: Resistenza dei muscoli
Rs: Resistenza della spugnetta (100 OHM ca)
L'applicazione di una differenza di potenziale (ddp) tra
due punti del corpo umano crea un passaggio di corrente
dovuto alla conducibilita' propria dei tessuti.
† Il passaggio di corrente
continua nel corpo umano
provoca, come in una soluzione
elettrolitica, spostamenti ionici
in direzione del polo negativo
da parte degli anioni (freccia a)
e in direzione del polo positivo
da parto dei cationi (freccia c).
Tra i due elettrodi si crea un
campo elettrico le cui linee di
forza sono rappresentate
schematicamente in figura.
† Il passaggio dell'elettricità
dipende dalla disponibilità di
particelle cariche e dalla loro
mobilità.
Ionoforesi
† La ionoforesi medicamentosa provoca un
passaggio di molecole ionizzate di un
farmaco attraverso la cute verso i tessuti
sottostanti. In questo caso, le spugnette
degli elettrodi vengono imbevute con una
soluzione contenente un farmaco.
† E' importante saggiare preliminarmente la
sensibilità cutanea del paziente, in modo da
ricercare l'intensità ottimale che non dovrà
mai superare gli 0.5 mA per cm2.
† Affìnché la sostanza farmacologicamente
attiva penetri nel tessuto è necessario che:
„ 1) sia ionìzzabile, cioè suddivisibfle in particelle
caricate elettricamente;
„ 2) si conosca preventivamente quale carica
assume la parte attiva del medicamento e ciò
perché lo si possa porre in posizione opportuna
rispetto al flusso della corrente elettrica (per
sapere cioè se il medicamento va posto al polo
positivo o a quello negativo).
MASSAGGIO IDROELETTRICO
† Le apparecchiature per massaggio
idroelettrico consistono in vasche
piene di acqua in cui il paziente
immerge la parte da trattare
(generalmente un arto).
† Generalmente il bagno galvanico e'
utilizzato allo
scopo
di
conseguire un effetto trofico e
analgesico.
Principio di funzionamento
† L'acqua immensa nella vasca e' alternativamente
calda e fredda, secondo un ciclo predeterminato,
contemporaneamente, la zona da trattare e'
interessata da una circolazione di corrente ottenuta
applicando una differenza di potenziale fra due
elettrodi.
† La parte da trattare viene immersa in una vasca di
adeguate dimensioni contenente acqua in cui vengono
immersi pure gli elettrodi (in questo caso gli elettrodi
sono scoperti ed e' opportuno istruire il paziente
affinchè eviti il contatto diretto con gli stessi).
† La scelta della polarità degli elettrodi, dipende
dall'obiettivo terapeutico.
Esempi
Arto immerso in vasca con
due elettrodi di polarità
diversa
Arti immersi in vasche con un
elettrodo ciascuno con polarità
diverse
Bagno galvanico completo
† Un'altra forma di circolazione di
correnti galvaniche in acqua si
realizza con grosse vasche di acqua
calda o tiepida, in cui il paziente
e' completamente immerso, sono
previste più piastre collegabili in
diverse combinazioni, onde dare un
senso preferenziale alla corrente.
STIMOLATORI MUSCOLARI,
NEUROMUSCOLARI E ANTALGICI.
† Con i termini "Stimolatori muscolari, neuromuscolari e
antalgici" si intende una famiglia di apparecchiature di
elettroterapia progettate e commercializzate per impiego
fuori dall'ambito ospedaliero, a domicilio oppure presso il
letto del paziente in strutture territoriali, a fini terapeutici
oppure ortesici oppure antalgici.
† Si tratta, nella quasi totalità dei casi, di apparecchi di uso
molto semplice alimentati con batterie o accumulatori
ricaricabili.
† Le applicazioni cliniche più diffuse sono: elettroterapia
del muscolo denervato, stimolazione elettrica funzionale,
trattamento della scoliosi, elettroanalgesia.
Principio di funzionamento
† Lo stimolatore deve applicare alla cute del
paziente impulsi elettrici aventi parametri
regolabili dal terapista o dal paziente e
aventi ampiezza alquanto superiore a quella
direttamente ottenibile dalla batteria di
alimentazione.
† Lo schema a blocchi dello strumento
include quindi sempre un generatore di
impulsi e un convertitore di tensione, come
indicato in figura.
STIMOLATORE PERONEALE
† stimolatore funzionale per la correzione del
cammino dell'emiplegico
Arto plegico
Elettrodi
Arto plegico
Suoletta collegata
allo stimolatore
Sicurezza
† Evitare l’utilizzo durante la carica delle batterie. Alcuni
apparecchi non lo permettono e questa non è una
carenza anzi una ulteriore misura di sicurezza.
† Gli apparecchi a batteria sono sempre intrinsecamente
più sicuri di quelli alimentati dalla rete elettrica,
tuttavia la presenza sugli elettrodi di impulsi aventi
tensione alquanto superiore a quella della batteria
(che di solito non supera i 12V e tipicamente e' di 9V )
richiede alcune precauzioni.
† La stimolazione elettrica può essere fonte di
interferenza con la attività di stimolatori cardiaci
† Evitare di applicare elettrodi tra i due arti
† Avviare la stimolazione solo dopo aver posizionato gli
elettrodi
APPARECCHI PER BIOFEEDBACK
† Le apparecchiature per biofeedback consentono forme
di riabilitazione o di "training" di un paziente basate
sulla retroazione di informazioni di cui il paziente
normalmente non dispone: sulla base di tali
informazioni il soggetto puo' correggere le proprie
prestazioni o il proprio comportamento e imparare a
controllare grandezze fisiche di cui normalmente non
ha coscienza diretta.
† Le principali applicazioni si hanno nei settori
psicologico e della riabilitazione motoria.
† Le grandezze che costituiscono il feedback sono di
solito la attività elettromiografica, la temperatura
della cute, gli angoli articolari o altre variabili
elettriche o meccaniche correlabili con lo stato o le
funzioni dell'organismo.
Principio di funzionamento
† Il principio di funzionamento di una apparecchiatura
per biofeedback si basa sul prelievo di un segnale di
interesse, sulla estrazione di un parametro di tale
segnale e sulla presentazione di tale parametro al
paziente al fine di consentirgli di apprenderne il
controllo volontario.
† Il sistema consiste quindi di un trasduttore (o di un
sistema di elettrodi), di un amplificatore e di un
sistema di elaborazione per estrarre o calcolare il
parametro di interessa e di un display analogico o
digitale che presenta il risultato al paziente.
Schema a blocchi Biofeedback
Altre
Apparecchiature
(Calcolatori e
registratori)
Elaborazione
Trasduttore
o
elettrodi
Amplificatore
(calcolo di
parametri di
interesse)
Presentazione
Parametri
Comparatore di
soglia
Segnale acustico
e/o ottico
ULTRASUONI
† Energia che si manifesta sotto forma
di oscillazioni continue o treni di
oscillazione delle particelle del mezzo
in cui si propagano.
† In terapia si usano ultrasuoni a
frequenza comprese tra 0,8 e 1 MHz
per trattamenti in profondità.
† 3 MHz per trattamenti in superficie
SCHEMA A BLOCCHI
† La sonda è realizzata da un disco di
materiale piezoelettrico o monocristallo
† Il disco è eccitato elettricamente da due
elettrodi realizzati mediante la
metallizzazione delle due facce piane del
disco.
EFFETTO TERAPEUTICO
†L’effetto terapeutico è da collegarsi
all’aumento di temperatura dei tessuti
C=2AI
C = calore prodotto
A = coefficiente di attenuazione del mezzo
I = intensità dell’ultrasuono
EFFETTO TERAPEUTICO 2
• Effetto di cavitazione: si generano nel
fluido piccole bolle del gas disciolto in
esso che si espandono e contraggono
in sincronismo con l’andamento delle
onde pressorie
† Nel trattamento a contatto diretto e mobile
la testa emittente viene continuamente
spostata con movimento di va e vieni o
circolare
† La potenza di energia irradiata varia da I a
5 Watt/cm2
MARCONITERAPIA,RADARTERAPIA
o DIATERMIA
† La diatermia e' l'applicazione di energia
elettromagnetica ad alta frequenza ai
tessuti al fine di produrre calore endogeno,
idoneo a molteplici usi e particolarmente
per il trattamento dei dolori posttraumatici.
† Le apparecchiature per marconiterapia
irradiano il paziente o per mezzo di due
piastre (elettrodi) applicate sulla parte
malata,oppure tramite una bobina, mentre
le apparecchiature per radarterapia
irradiano il paziente per mezzo di antenne
irradianti
SCHEMA A BLOCCHI
† Le frequenze usate sono sufficientemente elevate
da non provocare risposte di tipo neuromuscolare
† Marconiterapia 27MHz (Piastre)
† Radarterapia 2.5 o 0.5 GHz (Antenna irradiante)
† Le potenze irradiate vanno da 30 a 500 W.
EFFETTO CAPACITIVO
† In presenza di una ddp alternata ad
elevata frequenza, si stabiliscono
all'interno del dielettrico delle cosiddette
correnti di spostamento dovute a
piccole oscillazioni delle cariche attorno al
loro punto di equilibrio
Profondità della termogenesi
† Con la terapia a microonde non si riesce ad
andare oltre i 6 cm. di profondita, pero' si
riesce ad avere un riscaldamento maggiore
del muscolo in rapporto al grasso.
† Con la terapia ad onde corte viceversa il
raggiungimento di zone piu' profonde viene
pagato con un maggiore riscaldamento
degli strati di grasso piu' superficiali.
Andamento della termogenesi Andamento della termogenesi in
in un fantoccio trattato ad onde un fantoccio trattato a microonde
corte
Alcune Regole da seguire
† Per eseguire un'applícazione di Marconi-terapia in
modo corretto, occorre attenersi strettamente alle
seguenti norme:
† gli elettrodi devono essere paralleli alla superficie da
trattare;
† gli elettrodi a placca devono essere fissati per mezzo
di cinghie di gomma o fasce di tela;
† è necessario evitare che nel campo di trattamento
siano compresi degli indumenti (nylon) o nel corpo del
paziente parti metalliche
† gli elettrodi devono essere della stessa dimensione e
posti ad eguale distanza dalla superficie corporea
Le linee tratteggiate indicano la direzione del campo elettrico e
l'entità del riscaldamento.
A: Dimensioni corrette degli elettrodi; E: Elettrodi vicini alla superficie del corpo;
F: Elettrodi a distanze diverse dalla
B: Elettrodi troppo piccoli;
superficie del corpo.
C. Elettrodi troppo grandi;
D: Elettrodi di dimensioni differenti;
Termoterapia con Microonde
(Radar-Terapia)
† Le onde radio non sono altro che radiazioni
elettromagnetiche le quali, una volta giunte
a contatto con i tessuti organici,
trasformano la loro energia radiante in
energia calorica, determinando il
riscaldamento della parte irradiata
† Si comportano pertanto come le radiazioni
infrarosse, dalle quali si differenziano
sostanzialmente solo per il diverso potere di
penetrazione
APPARECCHIATURE PER
MAGNETOTERAPIA
† La Magnetoterapia si basa
sull'applicazione di campi
elettromagnetici (CEM) a bassa
frequenza (fino a 1000 Hz) ovvero
campii stazionari e nella gamma delle
ULF (Ultra Low Frequencies: 0-30 Hz)
e delle ELF (Extremly Low
Frequencies: 30-3000 Hz).
PRINCIPIO DI
FUNZIONAMENTO
† Nelle apparecchiature per
magnetoterapia il campo magnetico e'
prodotto da un conduttore, avvolto a
spirale, in cui e' fatta scorrere una corrente
elettrica che determina le caratteristiche del
campo stesso.
Schema a blocchi
Forme d’onda
† Nelle apparecchiature commerciali per
magnetoterapia vengono utilizzate forme
d'onda sinusoidali o raddrizzate a singola
oppure e doppia semionda a frequenza di
50 Hz.
† In altri casi vengono utilizzate forme d'onda
trapezoidali con diversi tempi di salita.
† I massimi valori dell'induzione magnetica
generata variano tra 60 e 200 Gauss
(0,006 - 0,2 Testa).
Laser terapia
† Gli apparecchi per laser terapia permettono
la applicazione di luce LASER nel visibile o
nell'infrarosso alla cute del paziente a scopi
terapeutici.
† Effetti terapeutici riscontrati sono
effettianalgesici, guarigione di piaghe, etc
† I LASER per applicazioni in riabilitazione
(spesso detti "softlaser") si distinguono da
quelli per uso chirurgico per la minor
potenza e per la diversa fonte di radiazione.
Emettitore laser