Electromedicina e Instrumentación Biomédica

Presentación del tema: "Electromedicina e Instrumentación Biomédica"— Transcripción de la presentación:

1 Electromedicina e Instrumentación Biomédica
Unidad 11. Fisiatría Electrónica

2 Contenidos q Electroestimulación: continua y bajas frecuencias.
q       Electrodiagnóstico. q       Control del dolor. q       Diatermia. Ondas cortas y ultracortas. q       Ultrasonido terapéutico. Objetivos: ·   Explicar los principales métodos para fisiatría y rehabilitación. ·  Describir los efectos comprobados en la anestesia mediante radiaciones. ·   Caracterizar y explicar las principales normas de seguridad para los seres humanos relativas al uso médico de radiaciones.

3 Electroestimulación Fundamentos de la electroterapia y el electrodiagnóstico Irritabilidad y excitabilidad Reseña anatómica y fisiopatológica neuromuscular Electrofisiología neuromuscular Cap 14 p 267

4 Irritabilidad Es una propiedad de las estructuras vivas.
Consiste en la capacidad para responder a través de reacciones dadas a los estímulos del medio. Puede tener diversas formas propias y características del tipo de estructura y tipo de estímulo. Todas las células tienen irritabilidad.

5 Excitabilidad Se ha comprobado que existen tres tipos de células que tienen una irritabilidad cualitativamente destacada: Células del sistema endocrino (glandulares) Células musculares Células nerviosas A través de esta irritabilidad especial se realizan funciones y respuestas del ser vivo. La irritabilidad especial, respuesta a estímulo con una acción particular, se denomina Excitación, y les sirve para distinguirse de otros tipos de células.

6 Electroterapia Disciplina médica que se ocupa del tratamiento de ciertas patologías humanas aprovechando diversos fenómenos eléctricos artificiales

7 Electrodiagnóstico Disciplina que se ocupa del diagnóstico de ciertas afecciones neuromusculares mediante pulsos eléctricos aplicados a un nervio motor ó al músculo

8 Parámetros fundamentales de los impulsos
Amplitud: Indica la intensidad del impulso. Se mide en voltios (V) si se trata de tensión y en mili amperes (mA) si se trata de corriente. Pendiente ó Inclinación: Indica el gradiente de rapidez de variación de la intensidad del impulso en el tiempo. Se mide en grados. Duración: Indica el tiempo de vida del impulso desde su inicio hasta la desaparición de la amplitud. Se mide en milésimas de segundo (ms). Período: Es la distancia comprendida entre el inicio de dos impulsos. Se expresa como tiempo, en fracciones de segundo. Frecuencia: Indica la rapidez de repetición de una serie de impulsos. Se expresa en hertzios (Hz.) Es el valor inverso ó recíproco del Período.

9 Parámetros de un tipo de impulso eléctrico
Leyenda: A: Amplitud : Pendiente ó Inclinación T: Duración P: Período

10 Circuito Neuromuscular Periférico

11 Conexión neuromuscular

12 Estructura Muscular

13 Mecanismos de Contracción

14 Parálisis de un músculo
Puede deberse a: Neurapraxia: interrupción de la conducción de los impulsos eléctricos de los axones del nervio motor por compresión de éste Axonotmesis: degeneración de los axones de un nervio motor Neurotmesis: sección completa de un nervio Finalmente, la lesión puede yacer en la placa motora, que es la zona de unión entre el axón motor y el músculo

15 Medición del potencial de reposo

16

17 Electrodo activo

18 A transcutaneous RF-powered electric stimulator
Note that the implanted circuit of this stimulator is entirely passive and that the amplitude of the pulse supplied to the electrodes is dependent on the coupling coefficient between the internal and external coils.

19 Puntos para estimulación

20 Puntos motores

21 Puntos motores

22 Puntos motores

23 Electrodiagnóstico Curvas de Intensidad – Duración y de Tensión – Duración: Se observa la mímima intensidad ó tensión capaz de contraer el músculo bajo estudio. Cronaxia y Reobase: La Reobase (en mA) es la mínima intensidad que provoca contracción. El valor de Cronaxia (en ms) es la mínima duración del impulso que logra contracción. Conductibilidad nerviosa: Los impulsos de estimulación permiten determinar donde se interrumpe el paso. Denervación muscular: Mediante pulsos puede determinarse si el músculo está denervado. Cap 14 pp 269

24 Electroterapia Iontoforesis Electroestimulación muscular
Bloqueo del dolor por estimulación transcutánea

25 Iontoforesis Se aprovecha el fenómeno de migración de cargas eléctricas dentro de un campo eléctrico de polaridad constante para introducir drogas ionizables en los tejidos. Se aplica para tratar dolores traumáticos, artríticos, postoperatorios, etc.; así como para propósitos de investigación.

26 Electroestimulación muscular
Un músculo normalmente inervado puede estimularse mediante un pulso eléctrico de corta duración aplicado sobre la piel suprayacente a él. Realmente se estimula el nervio motor que lo inerva, aunque realmente el tiempo de respuesta del nervio es inferior a la del músculo. Puede inferirse el valor de la cronaxia. La duración del pulso ha de ser unos dos ms y la intensidad ó la tensión pueden ser variables entre mA ó V según la magnitud de la contracción que se desea lograr. La frecuencia máxima de pulsos que no provoca tetanización es de alrededor de 80 pulsos / s ( 80 Hz.)

27 Estimulación Eléctrica Funcional
Neuroestimuladores Estimulación Eléctrica Funcional (Functional Electrical Stimulation - FES)

28 A stimulator system for use on stroke patients suffering from gait problems associated with drop foot

29 Electroestimuladores comerciales
STIMUL-L Se utiliza para la restauración de la marcha en pacientes hemipléjicos Ajuste continuo de la intensidad, duración, frecuencia y otros parámetros. Régimen surgente variable de la estimulación y sistemas de retardo incorporados que permiten optimizar su función, de manera individual en cada paciente. STIMUL-H Se utiliza para proporcionar las funciones de apertura y cierre de la mano en pacientes hemipléjicos. Ajuste continuo de la intensidad, duración, frecuencia y otros parámetros. Régimen surgente variable de la estimulación y sistemas de retardo incorporados que permiten optimizar su función, de manera individual en cada paciente. STIMUL-U Estimulador bicanal utilizado para el entrenamiento ambulatorio y estacionario así como en procesos investigativos. Ajuste continuo de la intensidad, duración, frecuencia y otros parámetros. Régimen surgente variable de la estimulación y sistemas de retardo incorporados que permiten optimizar su función, de manera individual en cada paciente.

30 Bloqueo del dolor Mediante estimulación de ciertas regiones del tegumento se puede producir analgesia ( ó al menos hipoanalgesia) de una zona crónicamente dolorosa, al controlar los impulsos dolorosos que viajan por los nervios periféricos hacia la médula. La frecuencia de los pulsos debe ajustarse con cada paciente. Típicamente oscilan entre 10 y 150 Hz. Los anchos de pulso (duración) oscilan entre 50 y 100 s. La intensidad entre 20 y 80 mA.

31 Esquemas Circuitales

32 Fundamentos Fisiológicos de la Electro narcoanalgesia
Se observa una depresión final de la actividad cerebral que se manifiesta en el área de la conciencia y la sensación dolorosa producto de cambios bioeléctricos y bioquímicos inducidos por electroestimulación del sistema nervioso central y el cerebro en particular. Dentro del margen de intensidades y frecuencias en que se produce el máximo efecto hipnótico ó analgésico no parece que se afecten otras unidades funcionales cerebrales tales como los centros termorregulador y cardioregulador, y funciones tales como la presión sanguínea, la frecuencia respiratoria, la vaso dilatación y el sistema neurovegetativo. Cap 22 pp 385

33 Indicaciones de la Electro analgesia
Preparación de la embarazada para el trabajo de parto Tratamiento de la toxicosis gravídica de final de embarazo Alivio de dolor en trabajo de parto Terapéutica postoperatoria Tratamiento del dolor Electrosueño

34 Electro anestesia Involucra la utilización de la electricidad como parte importante de la anestesia. Las dos propiedades que ofrece la electroestimulación cerebral son: Hipnosis Analgesia Estos efectos no son suficientemente profundos para su empleo en cirugías de envergadura. Se ha observado que la combinación con otros agentes anestésicos generales provoca mutua potenciación de los efectos. Se propone como la técnica anestésica mas inocua.

35 Contraindicaciones Es obviamente impracticable para la neurología cerebral. Está contraindicada en pacientes: Epilépticos Portadores de lesiones neurológicas ó mentales agudas Insuficiencia vásculo cerebral severa Pacientes que reciben drogas con potencialidad de llevarlos a estados de excitación y delirio Nefropatías severas Preeclampsia y eclampsia Embarazos de mas de 41 semanas Prótesis metálicas intracerebrales

36 Formas de onda típicas

37 Aeroionización negativa
Factores ionógenos naturales Radiación solar Radiación cósmica Magnetismo terrestre Cargas electrostáticas producto del rozamiento del aire Cap. 17 p 319

38 Generadores de iones negativos
Aeroionizador a válvulas. Trabaja a impulsos negativos de alta frecuencia Aeroionizador de estado sólido Todos los generadores de iones negativos utilizan tensiones elevadas para cargar con electrones las moléculas gaseosas atmosféricas, en especial el Oxígeno. Debe desecharse cualquier técnica que produzca iones positivos.

39 Efectos en el organismo
Los aeroinones negativos producen, A nivel tópico: Acción bacteriostática y bactericida. Inhibe incluso el crecimiento de colonias fúngicas. Acción antiálgica y antiexudativa en heridas y quemaduras A nivel humoral Aumento de fagocitosis leucocitaria Aceleración de la oxidación de la 5-HT relacionada con el efecto ansiolítico y sedante Descenso moderado de la glucemia A nivel del Sistema Nervioso Central Neto efecto ansiolítico y sedante Aumento de la capacidad de trabajo

40 Experiencias clínicas
Comprobada su acción terapéutica sobre: El asma bronquial En las neurosis En las quemaduras Sobre la hipertensión arterial etc.

41 Diatermia Producción de calor en los tejidos mediante radiaciones que los atraviesan. Las radiaciones usadas son: Electromagnéticas en las bandas de microondas (u ondas decimétricas entre 0,3 y 30 cm) y ondas cortas (entre 3 y 30 m) Ultrasonido con frecuencias de hasta 1 MHz

42 Efectos fisiológicos La gama de patologías tratables mediante diatermia es muy amplia. Puede agruparse en: Terapias rehabilitatorias no destructivas: Procesos reumáticos: articulares, peri articulares, tendinosos, aponeuróticos, musculares, neurológicos y contracturas musculares Ciertas inflamaciones e infecciones: abscesos, hidrosadenitis, furunculosis, ántrax, gingivitis, odontalgias, queratitis, iridociclitis, otitis, sinusitis, mastitis, anexitis, etc. Terapias destructivas ó cruentas en que se necesite destruir ó incidir por calor sobre un tejido. Situaciones donde se necesita evitar hemorragias, debido al poder hemostático de estas radiaciones.

43 Diatermia rehabilitante
Todas las estructuras que contienen gran proporción de agua, como los músculos y el interior de las articulaciones (tejidos de baja impedancia), se calentarán mas que otros con menos humedad como la piel y la grasa (tejidos con alta impedancia), dado que contienen mas electrolitos. Las longitudes de las ondas electromagnéticas aprobadas por considerarse efectivas para la diatermia rehabilitante comúnmente son: Microondas: 12,25 cm (2450 MHz) y raramente de 65 cm (433,92 MHz) Ondas Cortas: 11 m (27,12 MHz), con límites de tolerancia entre 27 y 27,24 MHz. Cap. 16 pp 303

44 Técnicas de aplicación
Ejemplos en: Articulación Abdomen y Tórax Tejidos superficiales y espalda Cap. 16 pp 305 De acuerdo con las características eléctricas de los tejidos, la localización de los electrodos y su tamaño.

45 Emisores de onda corta Cap. 16 pp 309 Equipo de diatermia por onda corta de 30 MHz y 400 W de potencia.

46 Diagrama en bloques de un generador de onda corta de 27 MHz y 150 W

47 Emisores de microondas
Dada la potencia requerida, los emisores de microondas se construyen con magnetrones, los cuales oscilan al aplicarle la tensión de -14kV a su cátodo. Cap. 16 pp 310

48 “Aplicadores” de Microondas

49 Emisores de diatermia quirúrgica: electro bisturís
Con adecuada potencia radiante es posible: cortar un tejido con precisión, y cauterizar tejidos que sangran Cap. 16 pp 313

50 Electro bisturís Las radiaciones de Radio Frecuencia (RF) pueden utilizarse para cortar ó fulgurar tejidos y para cauterizar pequeños vasos. Las frecuencias adecuadas para corte y cauterización van de 250 kHz a 5 MHz, moduladas con pulsos rectangulares, sinusoidales ó tipo diente de sierra. Las potencias emisivas se ajustan a las necesidades del cirujano y del tipo de intervención. Típicamente, la potencia está en el rango entre 30 y 200 W, aunque para músculos grandes ó abdomen puede llegar a 500 W.

51 Electro cauterización
El efecto tisular común a todas las aplicaciones quirúrgicas de la diatermia es la producción de calor con coagulación de las proteínas en primera instancia, y luego, carbonización de las mismas.

52 Termo coagulación Block diagram for an electrosurgical unit. High-power, high-frequency oscillating currents are generated and coupled to electrodes to incise and coagulate tissue. Three different electric voltage waveforms available at the output of electrosurgical units for carrying out different functions.

53 Block diagram of a typical electrosurgical unit

54 Bibliografía Avendaño, G. “Taller: Mantención en Equipos de Fisioterapia” Programa “Capacitación para Mejorar la Gestión en Salud Pública”. MINSAL – Servicio de Salud Aysén, 2001 Del Aguila, C. “Electromedicina” Ed. Hasa, 1994 Cap. 14, 15, 16, 17 y 22, pp y pp Rodríguez, E. “Conf06 Electroestimuladores.pdf” y “Conf 11 Electrocirugia.pdf” CD:\Medidas, Instrumentos y Equipos Médicos\Presentaciones\ Webster, J.G. (Editor) “Medical Instrumentation: Application and Design”, 3rd Ed. Chap13, pp