Apparecchi per Elettrodiagnosi

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1 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.

2 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

3 Schema a blocchi

4 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).

5 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.

6 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.

7 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

8 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.

9 Schema a blocchi

10 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

11 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.

12 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.

13 Correnti Diadinamiche Correnti Interferenziali

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15 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.

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17 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

18 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. Elettrodo Positivo Rp Legge di Ohm I = Vcc R + R + R + R p p g m Rg Rm Rp Elettrodo negativo Vcc 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 R R p g m = 500 KOHM - 1 MOHM = 10 KOHM - 50 KOHM = 1 KOHM - 5 KOHM

19 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. (a) Cute Elettrodo Tessuto sotto c (b) ioni (a) Elettrodo posto sulla cute asciutta b) Elettrodo su cute umida oppure tramite interposizione di spugnetta imbevuta

20 Elettrodo negativo 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 Vcc: Tensione di alimentazione (variabile) Rp: Resistenza della pelle Rg:: Resistenza del grasso Rm: Resistenza dei muscoli Rs: Resistenza della spugnetta (100 OHM ca) Rm Rs Rp

21 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.

22 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 cm 2.

23 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).

24 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.

25 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.

26 Esempi Arto immerso in vasca con due elettrodi di polarità diversa Arti immersi in vasche con un elettrodo ciascuno con polarità diverse

27 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.

28 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.

29 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.

30 STIMOLATORE PERONEALE stimolatore funzionale per la correzione del cammino dell'emiplegico Arto plegico Elettrodi Arto plegico Suoletta collegata allo stimolatore

31 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

32 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.

33 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.

34 Schema a blocchi Biofeedback Altre Apparecchiature (Calcolatori e registratori) Trasduttore o elettrodi Amplificatore Elaborazione (calcolo di parametri di interesse) Presentazione Parametri Comparatore di soglia Segnale acustico e/o ottico

35 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

36 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.

37 EFFETTO TERAPEUTICO L effetto terapeutico è da collegarsi all aumento di temperatura dei tessuti C = 2 A I C = calore prodotto A = coefficiente di attenuazione del mezzo I = intensità dell ultrasuono

38 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

39 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

40 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

41 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.

42 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

43 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.

44 Andamento della termogenesi in un fantoccio trattato ad onde corte Andamento della termogenesi in un fantoccio trattato a microonde

45 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

46 Le linee tratteggiate indicano la direzione del campo elettrico e l'entità del riscaldamento. A: Dimensioni corrette degli elettrodi; B: Elettrodi troppo piccoli; C. Elettrodi troppo grandi; D: Elettrodi di dimensioni differenti; E: Elettrodi vicini alla superficie del corpo; F: Elettrodi a distanze diverse dalla superficie del corpo.

47 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

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49 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: Hz).

50 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.

51 Schema a blocchi

52 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).

53 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.

54 Emettitore laser