13 Principii Fiz Metode Terapeutice
Transcript of 13 Principii Fiz Metode Terapeutice
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 1/9
Principiile fiziceale metodelor terapeutice
Catedra de Biofizică Medicală
UMF“CarolDavila”,Bucuresti
Dr. MagdaMocanu
2
Sumar
1. Laserterapia
2. Fototerapia
3. Radioterapia4. Electroterapia
5. Termoterapia
6. Ultrasonoterapia
3
1. Utilizarea terapeutică a laserelor
4
LASER
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
http://www.howstuffworks.com/laser.htm
5
Principalele componente ale laserelor
http://en.wikipedia.org/wiki/Laser
Pompa de energie
Oglindă (par ţial transparentă)
Razalaser
Gaz
Oglinda
1 = mediul activSolid: cristale (rubin)Lichid: coloranţi organici (rodamină)Gaz: Ar, HeNe, CO2
2 = pompa de energie (furnizează energia necesar ă inversiei populaţiei; ex:sursă de lumină)
3 = cavitate optică rezonantă (favorizează amplificarea fotonilor)6
Caracteristicile fasciculului laser
1. Monocromatism• O singur ă lungime de undă (o singur ă culoare)
• Toţi fotonii au aceeaşi frecvenţă
2. Direcţionalitate
• Fascicul paralel foarte îngust (μm – mm – cm)3. Coerenţă
• Fiecare foton se află în aceeaşi fază cu toţi ceilalţifotoni
4. Intensitate• Radiaţia laser are intensitate mare
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 2/9
7
Clasificarea laserelor
Clasa I = nu emit radiaţiepericuloasă (ex: laserele descanat de la casele de marcat)
Clasa II = lasere de mică putere (>1mW)Clasa III = A. lasere de putere
intermediar ă (1 – 5 mW); ex: penlike pointing laser (nu ne uităm înraza laser); B: lasere de puteremoderată (10 – 500 mW); ex:lasere terapeutice
Clasa IV = lasere de putere mare(500 mW, 10J/cm^2); foartepericuloase; ex: laserechirurgicale (tăiere, cauterizare)
8
1a. Interacţia laserelor cu ţesutul
9
Interacţia laserelor cu ţesuturile1. Reflexie, împr ăştiere
2. Absorbţie
Relaxare Atomizare Ionizare
Încălzire
TemperaturaEfecte termice
300˚CCarbonizare/ Excizie
100 –150˚
CVaporizare/ Tăiere
60 –90˚CCoagulare
40˚CLasertermie
Foto-disociere
(remodelarecornee)
Fluorescenţă(terapie fotodinamică:distrugere tumori)
Undede şoc
(litotripsie)
2009, Medical Biophysics, S. Damianovich, J. Fidy, J. Syollosi
10
1b. Aplicaţii terapeutice ale laserelor
11
Lasertermia
= creşterea temperaturii la 40C
Efecte ale biostimulării:• Accelerarea difuziei şi a metabolismului• Creşterea permeabilităţii
Utilizare:• Vindecarea r ănilor: ulceraţii la nivelul pielii• Luxaţii, contuzii, afecţiuni ale tendoanelor • Sedarea durerii la nivel muscular şi osos
Mecanismele moleculare care conduc la apari ţ ia acestor efecte nu sunt înc ă elucidate.
12
Laserterapie – kinetoterapie
Parametri:1. Putere (W)/ energia (J)2. Frecvenţa pulsurilor:
a. Înaltă – efect antialgicb. Joasă (<500 Hz) –efect antiinflamator
3. Lungimea de undă:a. Dioda laser, 904 nm: uz general
terapeutic:b. 808 nm: terapia durerii
4. T ipul de laser:a. Gas CO2: cu emisiede 10,6 μm:
terapia durerii acuteb. Dioda: cu emisiede 810 nm:terapia
durerii articularec. Solid Nd-YAG: cu emisiede 1.064 nm
sau532 nm:terapiadureriisuperficiale
http://www.elipetromed.ro/laserterapie/
Efecte:- efectantiinflamator - diminuareadurerilor (acute,cronice)- intarireasistemului imunitarprinbiostimulare nespecifica- crestereasintezeiproteice- reducereaedemelor - stimularea neovascularizatieisi vindecareaplagilor.- activareasistemului neouroendocrin- cresteraATP si a fosforilarii
Contraindica ţii:• cancer • hemoragii• sarcină• iradierea glandelor endocrine
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 3/9
13
Coagulare
Tratamentul:• Retinopatiei diabetice
• Sânger ărilor • Glaucomului• Hemangioamelor
Lasere:• Verde: Ar, Ar-Kr • Roşu îndepărtat: diode laser
14
Tratamentul retinopatiei diabetice
http://www.novaoptic.ro/informatii-pentru-pacienti/retinopatia-diabetica.htmlUniv. de Medicina Debrecen, Ungaria
15
Tratamentul hemangioamelor faciale
http://www.americanhealthandbeauty.com/articles/?article=3853
16
Îndepărtarea ţesutuluiprin diferite efecte ale laserelor
CO2carbonizare
ArF – excimer atomizare
Nd-YAGvaporizare
2009, Medical Biophysics, S. Damianovich, J. Fidy, J. Syollosi
17
Vaporizare, carbonizare
• Îndepărtarea fibroamelor prin chirurgialaser
• Angioplastia cu laser
18
Îndepărtarea fibroamelor prin chirurgia laser
La 10 zile după chirurugia laser
Aplicarea diodei laser (utilizare paremetriicare nu produc durere)
Incizia nu a necesitat sutur ă sau hemostrază postoperatorie
Fibrom localizat la nivelulmucoase bucale
Fibromul după îndepărtareprin chirurugie laser
dioda laser 808 nm
2010, A. Eliades et al .,Journal of Medical Sciences
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 4/9
19
Angioplastia cu laser
• Fotoablaţia utilizează lasere reci (UV)
pentru a vaporiza şi îndepărta blocajularterial
http://vascular3.com/page8/page24/page13/page13.html
20
Atomizarea (fotodisocierea)
• Remodelarea corneei = alternativă lapurtarea ochelarilor
21
Remodelarea corneei (1)
Hartă realizată pe baza codului de culoareutilizată pentru remodelarea corneei
http://www.lahey.org/Departments_and_Locations/Departments/Ophthalmology/Laser_Vision_Correction.aspx
http://www.adlereyeassociates.com/pages/services/optometric-instruments.shtml
22
Remodelarea corneei (2)
Laser: excimer (excited dimer ) = lasere reci
In clinică:• mediul activ (gaz): argon şi fluor • emisie la lungimea de undă = 193 nm (spectrul UV)• energie 160 – 180 mJ• rată a pulsurilor de 5 – 10 Hz• durata pulsului: 10s
Rata de ablaţie a ţesului corneal:0.25 um/ puls
23
Remodelarea corneei (3)
PRKPhoto Refractive Keratectomy
LASIKLaser in Situ Keratomileusis
2009, Medical Biophysics, S. Damianovich, J. Fidy, J. Syollosi
24
Remodelarea corneei (4)
1. PRK - Photo Refractive Keratectomy• Corecţia refracţiei prin îndepărtarea ţesutului
de la suprafaţa corneei
2. LASIK – Laser in Situ Keratomileusis• Îndepărtarea ţesutului corneal după decuparea unei lamele fine din cornee; sepăstrează intactă suprafeţa corneei
Metode folosite pentru corecţia miopiei,hipermetropiei sau astigmatismului
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 5/9
25
Ionizarea (unde de şoc)
• Îndepărtarea epiteliului cristalinian remanent înurma operaţiei de cataractă; laser Nd:YAG
• Îndepărtarea calculilor renali sau biliari prinlitotripsie; laser Ho:YAG (în trecut, costuri mici)
• Îndepărtarea formaţiunilor osoase în exces(artritic joints, spinal joints); laser Er:YAG
26
Litotripsie
Litotripsie(lb gr lithos = piatr ă, tryein = sf ărâmare)= îndepărtarea calculilor prin mărunţire
Ho-YAG (granat de yttriu şi aluminiu dopat cu holomiu): – efect fototermic (vaporizare) – ionizare (unde de şoc)
Fragmente de calculi dinoxalat de calciu după litotripsiaunui calcul cu dimensiuneade 1 cm.
http://en.wikipedia.org/wiki/Extracorporeal_shock_wave_lithotripsy
http://www.thediabetesblog.org/entry/lithotripsy-linked-to-diabetes/
27
2. Fototerapia
28
Fototerapia – aplicaţii
1. Terapia PUVA
2. Terapia fotodinamică
3. Fototerapia icterului la nou-născuţi
29
Terapia PUVA
Terapia PUVA(Psoralen + UVA):1. Psoralen (Psoralea coryfolia),
maximum de absorbţie:~ 300 nm
2. Băi de lumină
(UVA: 320 – 400 nm)Tratament pentru:• Vitiligo (afecţiune cronică;
depigmentarea pielii)• Psoriazis (afecşiune cronică
autoimună localizată la nivelulpielii)
Terapia împotriva vitiligo:
• 1400 – 2000 î.c (hinduism)
• Pielea afectată de vitiligo este tratată cu un extract ierbos de Psoraleacoryfolia urmată de băi de soaredevine pigmentată în mod similar pieliinormale
• 1938: H. Kuske (cercetător german) aidentificat principiile active dinPsoralea coryfolia: 5-metoxypsoralenşi 8-metoxypsoralen.
Psoralea coryfolia
30
Terapie fotodinamică (1)
1. Absorbţie fotoni2. Stimulare material absorbant3. Relaxare însoţită de emisie de fluorescenţă
http://www.photochembgsu.com/applications/therapy.html
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 6/9
31
Terapie fotodinamică (2)
Fluoroforul excitat poate fi:1. endogen (ex: porfirine)
2. exogen (administrare i.v. +acumulare selectivă la nivelultumorii)
Molecula excitată intr ă într-oreacţie fotochimică, în timpulcăreia are loc eliberarea deradicali liberi, iar fluoroforul î şimodifică structura
Utilizează efectul citotoxic indusde radiacalii liberi
http://www.photochembgsu.com/applications/therapy.html32
Terapia cu laser a melanomului intraocular
• Coroida conţine melanocite• Localizarea melanomului: la nivelul coroidei
Lasere utilizate în terapia cancerului:1. Laserul cu dioxid de carbon2. Laserul cu argon3. Laserul Nd: YAG (laserul cu granat de yttriu şialuminiu dopat cu neodiu)
Tratament prin:1. Terapie fotodimanică 2. Coagulare
33
Fototerapia icterului la nou-născuţi
= utilizată pentrutratamentul icterului nou-născuţilor
Principiu: se bazează peexistenţa unor reacţiifotochimice alecromoforilor endogeni
Bilirubina absoarbe lanivelul lungimii de undacorespunzatoare ptculoarea albastra (400nm)
34
3. Radioterapia
35
Radioterapia
= utilizarea radiaţiei ionizante pentru tratamentul diferitelor afecţiuni(cancer)
Principiu: concentrarea iradierii în zona tumorii, asociată cuprotejarea zonelor sănătoase ale organismului
• local izarea prec isă a tumorii• iradierea strict delimitată• protejarea zonelor sănătoase• cunoaşterea precisă a dozelor de radiaţie absorbite de tumor ă şi
de ţesuturile sănătoase
Modalităţi radioterapeutice:• Teleterapie• Brahiterapie
36
Teleradioterapie
= iradiere externă
Tipuri de radiaţii folosite:1. Radiaţii β (dezintegr ări de
tip β)2. Radiaţii α (dezintegr ări
nucleare)3. Radiaţii X (frânarea
electronilor acceleraţi întuburi Coolidge)
4. Radiaţii γ (60Co, 370 TBq =3.7 x 1014 dez/sec, 3 Gray/ 2min.)
5. Neutroni (surse de neutroni:fisiune nuclear ă)
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_therapy
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 7/9
37
Brahiradioterapie
= iradiere internă= radioterapie de contact= introducerea de izotopi
radioactivi în tumor ă
Forme de administrare aradioizotopilor (3 – 7 zile):
• Ace: 226Ra, 137Cs• Capsule: 222Rn, 198Au, 90Y
Tratamentul: cancerului cervical,de prostată, mamar, de piele.
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_therapy
38
4. Electroterapia
39
Aplicaţii ale curentului electric
Curentul electric = bioexcitant (stimul universal)
• La valori optime nu lezează ţesuturile şi poate fi aplicat repetitiv• Acţionează imediat• Generează efecte la nivelul tuturor tipurilor de celule• Poate f i măsurat cu precizie• Poate fi aplicat strict localizat
Impuls = un curent electric cu durata foarte scurtă (durata mai mică de10-3 s)
http://www.scritube.com/biologie/INTERACTIUNEA-FACTORILOR-FIZIC83244.php
40
Aplicaţii ale curentului continuu (1)
Generat de: baterii, acumulatori, redresori de curent alternativ
1. Efecte de vecinătate• Curenţii anelectrotonici: scad excitabilitatea ţesuturilor • Curenţii catelectrotonici: cresc excitabilitatea ţesuturilor
2. Efecte la distanţă: transportul ionilor medicamentoşi =ionoforeză
3. Galvanizarea (curent continuu, câţiva zeci de mA)• scăderea excitabilitatii nervoase, folosita în tratamentul unornevralgii• fie stimularea excitabilitatii în cazul sindroamelormiastenicesau
recuperarilor neuromusculare
Curenţi electrotonici
41
Aplicaţii ale curentului continuu (2)
4. Pacemaker = generează 70 – 90 pulsuri/ min.,
cu durata de 1 ms, iar amplitudinea de 2V.
5. Defibrilator
• În timpul unor accidente poateapărea fibrilaţia miocardului
• În fibr ilaţie: frecvenţa cardiacă:300 – 400 bpm
• Se aplică pulsuri electrice cuenergie mare: 200 – 300J =sincronizează contracţiafibrelor musculare
• Recent: defibrilatoare ce se potimplanta
42
Aplicaţii ale curentului alternativ
1. Curent alternativ de joasă frecvenţă (mii de Hz):tratarea atrofiilor musculare
2. Curent alternativ de frecvenţă medie (zeci de mii deHz): măresc pragul de excitaţie
a. Efect excitosenzitiv – reanimarea de urgenţă în cardiologieb. Electroşocul – curentul electric str ăbate encefalul; provoacă la
om convulsii; utilizat în psihoterapie
3. Curentul alternativ de înaltă frecvenţă (peste 100 kHz)a. Efect termic: produce doar degajare de căldur ă = diatermie;
aplicaţie: bisturiul electric = electrocauterul• Un electrod activ (ascuţit)• Un electrod de referinţă (plat)
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 8/9
43
5. Termoterapia
44
Termoterapie
= încălzirea locală sau generală a organismului
Efecte:• Reducerea inf lamaţiei şi a durerii• Vasodilaţie• Distrugerea tumorilor (încălzire moderată a întregului corp, ~
43˚C; la limită cu medicina alternativă)• Coagulare (denaturarea proteinelor, formarea cheagului sanguin)• Carbonizare
Factori fizici non-invazivi utilizaţi pentru producerea căldurii:a. Ultrasuneteb. Radiaţia IRc. Câmp electric de înaltă frecvenţă
45
5a. Termoterapia cu ultrasunete
46
Ultrasunete (US)
US = unde mecanice cu frecvenţa mai mare de 20 kHz
Efectele ultrasunetelor 1. Biologice:
• US cu intensitate redusă (sub 0.5 W/cm2) – produc modificărifuncţionale
• US cu intensitate medie (0.5 – I – 5 W/cm2) – produc modificăristructurale reversibile
• US cu intensitate mare (peste 5 W/cm2) – produc modificăristructurale ireversibile; utilizate: distrugerea bacteriilor, preparareavaccinurilor, distrugerea tumorilor
2. Fizice• Mecanice (cavi taţie, precipitare)• Termice (încălzire)• Optice (modificarea indicelui de refracţie)
3. Chimice
• Oxidare, reducere• Polimerizare, depolimerizare• Modificarea conductibilităţii soluţiilor
47
HIFU (high intensity focused ultrasound)
Tratamentul cancerului deprostată
• Administrare trans-rectală a US şi producerea decăldur ă în scopuldistrugerii celulelor tumorale
• Metodă asociată cuimagistica bazată pe US
• Durata procedurii:
1 – 3 ore
http://hifuprostatecancertreatment.com/hifu-prostate-treatment-solution-for-cancer/
48
HIFU (high intensity focused ultrasound)
• Metodă terapeutică utilizată pentru terapia împotriva tumorilor
• Poate fi folosită f ăr ă pătrunderea mecanică în interiorul organismului
• Declanşează denaturarea produsă de căldur ă într-o regiune precisă
• Poate fi combinată cu tehnici de imagistică medicală – pentrulocalizarea structurii ţintă
• Se aplică tumorilor localizate la nivelul unor organe care nu suntplasate în spatele oaselor: prostată, glande mamare, rinichi, ficat şipancreas
5/12/2018 13 Principii Fiz Metode Terapeutice - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/13-principii-fiz-metode-terapeutice 9/9
49
6. Ultrasonoterapia
50
Fizioterapia cu US (1)
• Frecvenţa pulsurilor variabile de US: 16Hz,
48Hz, 99Hz
• Intensitate – Mod continuu:0 – 2 W/cm2
– Mod pulsatoriu:0 – 3 W/cm2
• Aria de iradiere: 5 cm2
http://www.indiamart.com/company/1229014/electro-therapy-equipments.html
51
Fizioterapia cu US (2)
Aplicaţii ale US în fizioterapie:
• Îndepărtarea cicatricelor • Diminuarea inflamaţiei şi a
depozitelor de calciu• Producerea de căldur ă la nivelul
unei regiuni musculare localizate;reducerea spasmului muscular
• Facil itează vindecarea la nivelmuscular
• Accelerează metabolismul şi îmbunătăţeşte circulaţia sanguină
• La intensităţi reduse pot producevindecarea leziunilor osoase
• Amplifică administrareatranscutanată a medicamentelor prin fonoforeză.
http://www.greatlakes-physiotherapy.com/physiotherapy-ultrasound.html
52
Atenţie!
Personalul care lucrează cu US (100 dB) poate să prezinte manifestări neurovegetative:
• Perturbari ale termoreglării
• Dereglări ale funcţiei suprarenalei
• Tulbur ări psihice (halucinaţii)
• Tulbur ări de echilibru
• Bulimie