TEMA 1. Electroterapia, Conceptos BÁsicos PDF

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Apuntes de Julián Maya...

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Prof. J. Maya Martín. E.U.C.S. - Fisioterapia. Universidad de Sevilla TEMA 1. 1.1.

ELECTROTERAPIA

Concepto.

La electroterapia, es la parte de la fisioterapia que comprende el estudio de la aplicación de la electricidad como agente terapéutico. Este concepto de electroterapia debe admitirse en un sentido amplio ya que en algunos casos, se van a utilizar una serie de técnicas donde la electricidad va a sufrir una previa transformación en otro tipo de energía que es la que vamos a aplicar al paciente: (láser, ultrasonidos, campos magnéticos, etc.). De esta manera, vamos a considerar a la electroterapia como la aplicación de energía electromagnética al organismo humano, con el objetivo principal de provocar sobre él reacciones biológicas y fisiológicas, dichas reacciones van a traer como consecuencia la recuperación o la mejoría del normal funcionamiento de las células y de los tejidos que éstas componen, cuando estos se encuentran sometidos a enfermedades o alteraciones metabólicas. El estudio de la aplicación de la electroterapia debe abordar por tanto, los efectos biológicos y fisiológicos que provoca el paso de corriente eléctrica por el interior del organismo, sus consecuencias, sus técnicas de aplicación, sus indicaciones y contraindicaciones. 1.2.

Antecedentes históricos.

El empleo de la corriente eléctrica con fines terapéuticos era ya conocida en la antigüedad, en esta época se conocían y apreciaban la contracción de los músculos que seguían al contacto con aquellos peces que conocemos en la actualidad como capaces de producir descargas eléctricas. G

El médico romano Scribonius Largus escribió: “Cuando se aplica el torpedo negro a una zona dolorosa, alivia y cura permanentemente algunas cefaleas crónicas y artritis”.

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Dioscórides decía que “El torpedo marino hacía desaparecer la cefalea prolongada cuando se aplicaba al vértice de la cabeza y aliviaba también todos los dolores crónicos del organismo”.

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Galeno afirmaba: “Aplico, pues, un torpedo vivo a la cabecera de una persona que sufre de cefalea porque creo que el remedio ejerce un efecto calmante como todas las cosas que producen una sensación de embotamiento, y he podido comprobar que sucede de esta forma”.

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Plinio escribía, “Incluso desde considerable distancia, y si solamente se toca con la punta de un arpón o de un bastón, el pez tiene la propiedad de adormecer incluso el brazo más fuerte y de atravesar los pies del corredor por muy veloz que sea”.

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En 1.671, fue redescubierta la propiedad de las descargas eléctricas de los peces en el tratamiento de los dolores agudos por el francés Jean Richer durante su permanencia 1

Prof. J. Maya Martín. E.U.C.S. - Fisioterapia. Universidad de Sevilla en la Guayana Francesa en Cayenne, al estudiar el gimnoto viviente en aquellas aguas. Pero no será hasta mediados del siglo XVIII con el desarrollo de la Electricidad cuando se empiece a utilizar esta con fines curativos. G

En 1.780, se encontraban máquinas de electricidad estática en los laboratorios de muchos científicos. Luigi Galvani era científico (anatomista) además de ginecólogo de la Facultad de Bolonia. En septiembre 1.786 empezó a estimular los nervios y músculos de ranas con cargas eléctricas y concluyó que los animales desarrollaban electricidad espontáneamente. Sus protocolos, publicados en 1.791 con el titulo de: De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius (Comentario sobre el Efecto de la Electricidad en la Moción Muscular), dieron enorme ímpetu a científicos de muchos países, que repitieron, y al principio apoyaban, su teoría de la corriente “de la rana”. Hoy todavía denominamos a la corriente continua como corriente galvánica y galvanización a su empleo terapéutico.

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Alessandro Volta en la universidad de Pavia encontró De Viribus singular y correcto en la primera lectura pero al profundizar el experimento, encontró que podía reproducir los resultados de Galvani sin aceptar la teoría de la electricidad animal. Esto le condujo a la invención de la pila en 1.796, le primera fuente de otra forma de electricidad que se podía producir sin esfuerzo ni consideración del tiempo, una corriente con características tan diferentes de la electricidad de fricción que durante más de medio siglo se llamó galvanismo y no electricidad, nombre éste reservado para la forma estática.

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Retrospectivamente, se ve que tanto Galvani como Volta tenían razón en parte y en parte se equivocaban. Galvani tenía razón en atribuir la contracción muscular a un estímulo eléctrico pero se equivocaba al identificarlo como “electricidad animal”. Volta negó acertadamente la existencia de la “electricidad animal” pero se equivocaba al inferir que todo efecto electrofisiológico necesita dos metales distintos como fuente de corriente. Galvani, en 1.794, ofreció una defensa de su postura en un libro anónimo, Dell’Uso y dellAttivittà dell’Arco Conduttore nella Contrazione dei Muscoli, el suplemento del cual describía la contracción muscular sin necesidad de metal alguno. Provocó la contracción de un músculo tocando el músculo expuesto de una rana con el nervio de otro y así estableció por primera vez que existían fuerzas bioeléctricas en el tejido viviente.

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En 1.821, Faraday, analizó el experimento de Ørsted, lo cual le llevo a descubrir la rotación electromagnética o lo que es lo mismo la introducción del concepto de una linea de fuerza eléctrica o fuerza magnética. En 1.831, realizó su famoso experimento del anillo, que demostraba la inducción electromagnética, de ahí dedujo que la primera bobina generaba una onda magnética que, a su vez, engendraba corriente en la segunda. Posteriormente desarrolló las leyes de la electrólisis , que relacionan el grado de descomposición de una solución con la cantidad de corriente que la atravesaba y la 2

Prof. J. Maya Martín. E.U.C.S. - Fisioterapia. Universidad de Sevilla jaula de Faraday, que se utiliza entre otros usos para evitar acoplamientos indebidos entre circuitos electrónicos. La producción de corrientes alternas fue iniciada por Faraday, y en recuerdo suyo se denomina todavía faradización al uso de corrientes alternas de baja frecuencia. G

En 1.945, el odontólogo francés Pierre Bernard, casualmente descubrió las corrientes diadinámicas, estas corrientes se componen de impulsos bajo frecuentes, modulados en frecuencia, conocidas también como corrientes de modulación. Bernard, estudio sus efectos fisiológicos, observando su energético efecto analgésico, y se dedicó a desarrollarlas e introducirlas en el campo de la electroterapia.

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En 1.957, Träbert desarrolla las corrientes ultraexcitantes, también llamadas corrientes Ultra-Reizstrom o corrientes de Träbert, corriente de impulsos cuadrangulares de 2 mseg de duración y 5 mseg de intervalo, con eminente efecto fuerte analgésico y estimulante de la circulación.

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En 1.962, se desarrolla las corrientes interferenciales a partir de los trabajos de investigación de Nemec, el objetivo de Nemec era utilizar las corrientes eléctricas de baja frecuencia con su máxima intensidad posible sólo en la profundidad del cuerpo. Así se lograría a la vez una densidad mínima de corriente y una carga sensitiva proporcionalmente menor del paciente en la superficie de la piel.

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En 1.967, la investigación científica de la estimulación eléctrica comenzó, partiendo de la base del trabajo de Melzack, R. y Wall, P.D. Pain mechanisms: A new theory 1.965. El desarrollo de la TENS está basado directamente en el trabajo innovador de Melzack y Wall (1.965) acerca de la teoría de la puerta de control espinal y la modulación del dolor. Investigaciones acerca de los cambios patológicos que ocurrían en los nervios después de lesiones llevaron a la justificación científica de la aplicación de impulsos eléctricos a los nervios dañados para modificar sus respuestas anormales. Uno de los resultados de esta investigación fue el desarrollo de aparatos portátiles para la estimulación eléctrica transcutánea de los nervios denominados T.E.N.S..

Después de ver la evolución histórica de las corrientes de baja y media frecuencia, enumeraremos a continuación el desarrollo de las corrientes de alta frecuencia. G

En 1.891, Nicolás Tesla construye el primer transformador de alta frecuencia, este tipo de corriente se distinguía por su tensión relativamente elevada y escasa intensidad.

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En 1.892, D’Arsonval manejaba indistintamente la física, la fisiología y la medicina, había desarrollado un aparato capaz de producir una corriente con una (alta) frecuencia de varios cientos de miles de oscilaciones por segundo. D’Arsonval construyó un solenoide lo suficientemente grande como para rodear un hombre, y después de colocar un paciente dentro, envió corriente a través del gran hélice de alambre. “Estas corrientes pueden ser muy potentes. No provocan dolor ni fenómenos conscientes en la persona tratada. La corriente, sin embargo, actúa enérgicamente sobre el tejido”, se llamó al proceso “D’Arsonvalización”. 3

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A principios, el uso de corrientes de alta frecuencia no estaba relacionado en el pensamiento ni el deseo de aumentar la temperatura, y D’Arsonval y sus seguidores escribieron muchos trabajos sobre su valor en diabetes, gota, obesidad y otras condiciones. G

En 1.908, Von Zeyneck se dedico al estudio de la conducta de las terminaciones nerviosas sensitivas a la excitación de las corrientes de alta frecuencia, notando un calentamiento de los dedos, lo cual lo atribuyó al efecto Joule. Estos estudios primarios dieron pie al estudio más profundo sobre el calor de resistencia producido en el cuerpo al ser tratado con corrientes de alta frecuencia.

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Posteriormente, Nagelschmidt continuo con los estudios iniciados por Zeyneck, denominando a la aplicación de alta frecuencia sobre el organismo con el nombre de Diatermia (del griego día= a través; termia= calor).

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La diatermia de onda larga utilizada al principio, trabajaba con una frecuencia aproximada de un millón de vibraciones o ciclos por segundos; más tarde, con el desarrollo de tubos electrónicos adecuados, fue sustituida cada vez más por la diatermia de Ondas Cortas, de frecuencia mucho más elevada.

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En 1.920, el estadounidense Scherescheswky comenzó a estudiar los efectos biológicos de la alta frecuencia sobre los tejidos, la sangre y la linfa. Mientras que en Alemania, Schliephake desarrollaba las pautas y dosis de tratamiento para la aplicaciones terapéuticas.

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En 1.953, se empezó a utilizar progresivamente sobre todo en Estados Unidos, corrientes de frecuencia muy superior a la acostumbrada, de más de 2.000 millones de vibraciones por segundo. Por ser estas corrientes sumamente cortas, su empleo se conoce por terapéutica de Microondas o Radar.

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Hacia 1.960, se comenzó a utilizar también de modo progresivo las Ondas Ultracortas, de una longitud de onda de 69 cm, también llamada Ultrafrecuencia.

1.3.

La corriente eléctrica.

1.3.1 Antecedentes. La palabra electricidad fue descrita parcialmente por William Gilbert, de Colchester (Inglaterra), considerado como el padre del electromagnetismo moderno. En su libro De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure, publicado en 1.600, no solamente proporcionó un discurso sistemático sobre el magnetismo de la Tierra, sino que además consideró la fuerza entre dos objetos cargados por fricción. En su libro dedica una sección a las propiedades del ámbar, en el cual demuestra que el ámbar es muy diferente a los imanes naturales. Encontró que no sólo el ámbar, sino también otras muchas sustancias poseían “la fuerza ámbar” al ser frotadas. El ámbar es 4

Prof. J. Maya Martín. E.U.C.S. - Fisioterapia. Universidad de Sevilla electron en griego y electrum en latín. Gilbert utilizó las palabras “vim electricam”, la fuerza ámbar. En este libro demuestra que la electricidad por fricción ocurre en muchas materias corrientes, observando también lo que sigue siendo una de las principales distinciones entre magnetismo y electricidad; las fuerzas entre objetos magnéticos tienden a alinear los objetos entre sí, afectandole poco los objetos entre ellos; por el contrario las fuerzas entre los objetos electrificados es principalmente una fuerza de atracción o repulsión entre los objetos y la materia entre ellos les afecta mucho. Gilbert atribuía la electrificación del cuerpo por fricción a la eliminación de un fluido o “humor”, que dejaba un “efluvio” o ambiente alrededor del cuerpo. El vocabulario es curioso pero si a “humor” lo llamamos “carga” y “efluvio” lo convertimos en “campo eléctrico”, las nociones de Gilbert se acercan mucho a las ideas modernas. En 1.646, el médico Sir Thomas Browne, utilizó la palabra “electricidad” en sus escritos por primera vez. 1.3.2 Definición. La materia está constituida por átomos, los cuales a su vez, están constituidos por protones o “partículas positivas”, electrones o “partículas negativas” y los neutrones o “partículas sin carga eléctrica”. La corriente eléctrica esta constituida por partículas elementales cargadas, los electrones. Cuando estas partículas cargadas fluyen a lo largo de un conductor, entre cuyos extremos existe una diferencia de potencial, decimos que se ha establecido una corriente eléctrica a lo largo del mismo. En realidad, lo que ocurre es que al poner en contacto dos cuerpos que poseen diferente proporción de electrones a través de un elemento conductor, existe un flujo o desplazamiento de estos electrones hacia el cuerpo que posee menor cantidad: es decir, desde el polo negativo (donde hay un exceso de electrones) al polo positivo (donde existe un déficit de electrones). Este movimiento de los electrones se transmite como una onda de choque de elevada velocidad. Entendemos pues, por corriente eléctrica el flujo o transporte de carga eléctrica a través de un conductor. De esta definición se desprenden dos conceptos, el de carga eléctrica y el de cuerpo conductor. G

La carga eléctrica de un cuerpo va a depender del número de electrones que haya ganado o cedido, de modo que si el número de protones es igual al número de electrones, la carga de dicho cuerpo será neutra; si en dicho cuerpo existen un exceso de electrones, el cuerpo estará cargado negativamente y si el número de electrones es inferior al número de protones, el cuerpo estará cargado positivamente. En definitiva la carga eléctrica será la cantidad de electricidad (número de electrones), que tenemos disponibles en un determinado momento en un cuerpo. La unidad de carga eléctrica es el culombio. 5

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Con referencia al concepto de cuerpos conductores o aislantes sabemos que si depositamos cargas eléctricas sobre una sustancia, podrán ocurrir dos cosas; que las cargas permanezcan largo tiempo en ese lugar, sin moverse (sustancias aislantes o dieléctricas), o que dichas cargas se dispersen rápidamente y acaben por concentrarse en la superficie (sustancias conductoras). El cuerpo humano es conductivo debido a que contiene soluciones acuosas de sales, ácidos y bases, que están presente en todo los líquidos intersticiales. Todo conductor líquido y asimismo el organismo, constituye un conductor de segunda clase denominado electrólito. Los elementos físicos que se desplazan en el conductor para conseguir ese transporte de carga se denominan portadores de carga. Si se trata de un conductor metálico o de grafito, los portadores de carga son electrones. Si el conductor es un electrólito en estado líquido o en disolución, los portadores de carga son iones. Si el conductor es un gas, los portadores de carga son electrones e iones. Bajo el punto de vista eléctrico y magnético, al organismo lo podemos dividir en: ! Tejidos poco conductores (hueso, grasa, uñas, pelos y piel gruesa). ! Tejidos conductores medios (cartílago, fáscias gruesas, tendones y piel). ! Tejidos conductores buenos (muscular, conjuntivo, nervioso, sangre y linfa).

1.3.3 Tipos. La corriente eléctrica puede ser de dos tipos diferentes: continua y alterna. G

La corriente continua, podríamos en un simil, compararla a una corriente continua de agua, es decir en que los electrones fluyen siempre en el mismo sentido a lo largo del conductor.

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La corriente alterna, en el mismo simil, sería como un motor que sacase agua de un sitio y la echase en otro, como si la arrastrara. Es decir en la corriente alterna hay un movimiento de electrones en torno a un punto, se suceden los movimientos en un

sentido determinado y luego en sentido contrario, lo cual va a producir un movimiento de vaivén. En la corriente alterna, se pueden representar gráficamente estos vaivenes alternativos de los electrones, expresado en un sistema de ejes coordenados; a nivel de las ordenadas la intensidad del movimiento de los electrones y en abscisas el tiempo transcurrido; de la siguiente forma:

Fig. 1. La corriente alterna

En esta representación gráfica de la corriente alterna, podemos individualizar una serie de parámetros que nos permitirán conocer exactamente las características físicas de cada corriente. G

Periodo. Es el tiempo que tarda en pasar la corriente del punto O al M.

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Alternancia. Es el tiempo que tarda en pasar la corriente del punto O al N.

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Frecuencia. Es el número de cambios de polaridad en la unidad de tiempo.

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Longitud de onda. Es la distancia lineal de O a M.

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Amplitud. Es la distancia lineal de A a B.

La frecuencia se mide en ciclos por segundo y la longitud de onda en unidades de longitud (m., dm., cm., etc.). Estos parámetros se relacionan entre sí de la siguiente forma: G

Frecuencia y periodo son magnitudes inversas; a mayor frecuencia, mayor número de ciclos u oscilaciones por segundo, de modo que cada oscilación durará menor tiempo V = 1/Periodo.

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La longitud de onda y la frecuencia, están relacionadas por la formula siguiente: Log. de onda = 300.000.000/frecuencia. 7

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1.3.4 Unidades de medida. Las principales unidades de medida de la corriente eléctrica son: 

Tensión o diferencia de potencial. Equivale cuantitativamente a la repulsión entre las cargas, si nos alejamos del conductor y nos situamos en el campo eléctrico que produce, denominaremos tensión o potencial en un punto de dicho campo, a la fuerza de repulsión existente en él. La unidad es el voltio, y se define diciendo que “entre dos puntos hay una diferencia de potencial de un voltio cuando al trasladar un culombio de un punto a otro, se realiza el trabajo de un julio”. El voltio es una tensión muy débil y por ello cuando se habla de alta tensión, se utiliza el Kilovoltio (Kv) que equivale a 1.000 voltios.

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Unidad de carga eléctrica. La carga eléctrica se refiere a la electrización que posee un cuerpo, es decir la mayor o menor cantidad de electrones que posee y que condiciona su conducta eléctrica. La unidad es el culombio, y se define como “la carga positiva que colocada en el vacío a 1 cm. de distancia de otra del mismo signo, la rechaza con la fuerza de una dina”, se le llamó unidad electrostática de carga, pero dado que esta unidad era muy pequeña se tomo como unidad un múltiplo, el culombio que equivale a 3 x 10 u.e., el culombio se representa por Q.

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Resistencia. Todo cuerpo conductor o aislante se “resiste” al paso de los electrones que constitu...