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ENGENHARIA BIOMÉDICA
E
MEDICINA FÍSICA E DE REABILITAÇÃO
Alexandre Camões Barbosa
Fisiatra
Clínica das Conchas
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Universidade Nova de Lisboa
Caparica, 2012
O que é a Medicina Física e de Reabilitação?
Especialidade médica
Promoção da funcionalidade física e cognitiva, da actividade e da participação social
«Medicina física…»
• Técnicas terapêuticas empregues
– Cinesiterapia• Mobilização de articulações e estruturas miotendinosas• Fortalecimento muscular• Resistência muscular• …
– Agentes electrofísicos• Ultra-som• Laser• Correntes eléctricas• Ondas de choque• Ondas curtas• …
«… e de Reabilitação»
• Estimulação eléctrica funcional
• Laboratório de marcha
• Laboratório da posição sentada
• Técnicas aumentativas de comunicação
Ultra-som
• Aparelho que utiliza vibrações mecânicas semelhantes ao som
Infra-som<20Hz
Ondas sonoras20 Hz – 20 kHz
Ultra-som> 20 kHz
Ultra-som
• Princípio terapêutico
Aplicação de vibração sónica a um material viscoelástico
Aumento dos movimentos moleculares
(vibração e consequente aumento do n.º de colisões)
Aumento da energia térmica
Ultra-som
• Produção de ultra-som
Ultra-som
Ultra-som
Ultra-som
Ultra-som
INTENSIDADE x PROFUNDIDADE
Ultra-som• Efeitos biológicos
– Aquecimento• Elevação da temperatura até 40-45ºC hiperemia, diminuição dor e espasmo, aumenta reparação tecidular
– Cavitação• Formação de bolhas de gás com diâmetro <1• Improvável nas intensidades usadas
– Ondas estacionárias• Ondas reflectidas que se sobrepõem a ondas incidentes, gerando picos de alta
pressão intervalados por picos de baixa pressão• Formação muito improvável dada a técnica de aplicação dinâmica
– Fluxo acústico• Movimento macroscópico e microscópico de fluido que exerce pressão nas
membranas celulares e «lava» os iões e moléculas acumulados
– «Micromassagem»• As rápidas alterações de pressão nas estruturas celulares provavelmente têm
efeitos importantes, a que tem sido chamado de ‘micromassagem’.
Ultra-som
• Lesão de tecidos moles
– Fase aguda (até aos 3 dias)• Possivelmente sem benefício
– Fase subaguda (= granulação)• Deposição de tecido conectivo por acção dos fibroblastos
– Aumento da formação de colagénio– Aumento da resistência elástica
– Fase crónica (= remodelação)• Não foi estabelecido benefício, mas é provável que existe
Ainda não existe evidência convincente!
Ultra-som
• Reparação de cartilagem articular
– POSSÍVEL ÁREA DE DESENVOLVIMENTO FUTURO
– Estudo com exposição de cartilagem rotuliana de coelhos a US diário durante 4-52 semanas mostrou melhoria significativa às 4-8 semanas
– Resultados semelhantes em estudo de ratos com osteoartrose induzida
– Nenhuma evidência ainda em humanos (falta de estudos)
Ultra-som
• Reparação de feridas
– Vário estudos em animais revelam aceleração da cicatrização de feridas
• Em porcos houve aumento da resistência elástica (24%) e da deposição de colagénio (29%)
• Intensidades usadas: 0,1 W/cm2 – 1,5 W/cm2
– Estudos em humanos• Úlceras de pressão
– Callam 1987: aumento de 20% de cicatrização às 20 semanas
– Riet 1986: sem benefício
Ultra-som
• Consolidação de fracturas
– Benefício claro nos atrasos de consolidação e pseudoartroses
• Aumento da velocidade de consolidação• No entanto, equipamento usado diferente do usado
na clínica diária• Falta estabelecer eficácia de equipamento usado
na clínica!
Ultra-som
• Tecido cicatricial
– Poderá aumentar a extensibilidade– Faltam estudos que o evidenciem!
LASER
• Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
• Modelo atómico (Bohr, 1913)
• Efeito fotoeléctrico e emissão induzida (Einstein, 1917)
LASER
LASER
LASER
• Material activo nos laser usados em MFR
– He-Ne 632,8 nm 1-2 mm– AsGaAl (díodo) = 630 – 1550 nm 2-4 mm
PENETRAÇÃO MÁXIMA COM ~ 1200 nm
LASER
• Potência
– CLASSE 1: < 0,5 mW– CLASSE 2: 0,5 – 1 mW– CLASSE 3A: 1 – 5 mW– CLASSE 3B: 5 – 500 mW
Foto-receptor Fotossinal
FotoprodutosEfeitofinal
Radiação laser
activação
Cadeiafotobiológica
produção
FOTOBIOMODULAÇÃO
Foto-receptores Lavoproteínas
Catalases
Citocromoxidases
Tirosinases
SOD
Efeitos directos ou primários
a. Bioquímicos
a. Variação dos níveis de AMPc
b. síntese de ATP mitocondrial
c. síntese de ADN
d. síntese de prostaglandinas
e. síntese de beta-endorfinas
f. actividade de fibroblastos e formação de colagénio
g. proliferação celular
h. Normalização dos níveis de fibrinogénio
b. Bioeléctricos: são todos aqueles nos quais se produzem alterações regularizadoras do potencial de membrana
Efeitos indirectos ou secundários
A. Estimulação da microcirculação
Estímulo vasodilatador através de mediadores (e.g., histamina)
B. Efeitos sobre o trofismo local
1. Estimulação de tecido de granulação (feridas e úlceras)
2. Regeneração das fibras nervosas dos nervos periféricos;
3. Angioneogénese e regeneração de linfáticos;
4. Regeneração de tecido ósseo;
C. Outros efeitos
1. Estimulação da actividade neuronal;
2. dos potenciais de acção nervosos;
3. capacidade fagocitária de macrófagos e linfócitos.
LASER
• Efeitos terapêuticos
– Efeito anti-inflamatório– Efeito biotrófico– Efeito analgésico
LASER
• Cicatrização de feridas
– Evidência in vitro– Evidência conflituosa em animais– Muito pouca evidência em humanos por falta de
trabalhos metodologicamente bons
LASER
• Cervicalgia e lombalgia
– Pouca evidência favorável– Alguns autores sugerem que luz não
coerente é tão eficaz como luz coerente
LASER
• Síndrome do canal cárpico
– Weintraub, 1997: melhoria dos sintomas e comportamento neurofisiológico
– Irvine, 2004: sem benefício
LASER
• Edema
– Poucos estudos existentes são favoráveis (redução do volume de edema)
Correntes eléctricas
• BAIXA: 1 – 1000 Hz
• MÉDIA: 1000 – 10 000 Hz
• ALTA: > 10 000 Hz
Correntes eléctricas
• Usos
– Excitomotor
– Analgésico
– Iontoforese
Correntes eléctricas
• EXCITOMOTOR
– Fortalecimento muscular– Aumento da resistência muscular– Manter trofismo muscular– Estimulação eléctrica funcional
• Membro superior pós-AVC (e.g., extensores punho)• Assistência marcha na paralisia cerebral (e.g., dorsiflexores
tornozelo)• Pé pendente
Correntes eléctricas
• ANALGÉSICO
– Baseado no efeito gate control de Wall e Melzack (1965)
– Estimulação de fibras Ab inibe transmissão nociceptiva ao nível da lâmina II corno posterior medula (substância gelatinosa de Rolando)
Correntes eléctricas
• Iontoforese
– Introdução de substâncias terapêuticas através da pele
– Usa corrente estado constante– Validada pela experiência de Leduc
SUBSTÂNCIA ELÉCTRODO EFEITO
Procaína + Analgésico
AINE
(e.g., diclofenac)
- Anti-inflamatório
Corticóides - Anti-inflamatório
Cloreto de cálcio
1%
+ Analgésico
Hipossulfito de sódio - Analgésico
IK - Fibrinolítico
IONTOFORESE
• Necessidade de investigação
– Novas substâncias• Toxina botulínica• Insulina
– Meios de aplicação mais eficazes
Laboratório de marcha
• Estudo do apoio plantar dinâmico• Cinemática da marcha• Forças reactivas do apoio durante a
marcha• Dinâmica articular• Electromiografia dinâmica telemétrica• Registo videográfico da marcha
Laboratório da posição sentada
• Analisa postura sentada através de sensores de pressão
• Permite avaliar regiões de hiperpressão e modificar cadeira de rodas ou almofada anti-escaras
Técnicas aumentativas e alternativas de comunicação