Ultrasonidos focalizados de media intensidad para fisioterapia

Resumen

Introducción: Los estudios científicos que muestran los beneficios que se obtienen con las terapias con Ultrasonidos (US) en Fisioterapia evidencian la potencialidad de este tipo de radiación para mejorar la rehabilitación y la curación de lesiones de tejido blando. Aun así, todavía existe cierta controversia sobre su efectividad, que induce a pensar que no se han trasladado bien a la clínica los conocimientos obtenidos de tipo físico y biológico sobre la interacción entre los US y los tejidos biológicos. Por ello, profundizar en la investigación de carácter biofísico dentro de esta área es necesario. Además, el intervalo de intensidades intermedias entre las que actualmente se consideran no dañinas (y se emplean en rehabilitación) y las que logran ablacionar o destruir los tejidos por calor (y se emplean en oncología y cirugía), es un rango muy poco investigado. Esta Tesis se centra en los efectos biofísicos de los US en esta ventana de intensidades, que se denomina MIFU (Middle Intense Focused Ultrasound). Objetivos: Establecer la metodología científica en la experimentación de los efectos de los US en células y tejidos biológicos y la correcta cuantificación y planificación de los protocolos en los tratamientos que se aplican en clínica son los objetivos principales de esta Tesis. Para lograr esto es necesario conocer los efectos de los US en un tejido biológico, agrupados en térmicos y no térmicos. Resultados: El trabajo experimental que se ha realizado supone un avance en el asentamiento de la sistemática en la experimentación en tratamientos con US. Las medidas en el laboratorio se han reforzado con programas de simulación que emplean el Método de Elementos Finitos. Para llevar a cabo el estudio de los efectos de los US ha sido necesario desarrollar nuevas técnicas y experimentos en el laboratorio, así como sintetizar materiales artificiales con las propiedades de los tejidos biológicos. Se ha llevado a cabo la medida del calentamiento que se produce debido a la absorción de los US en un tejido mediante métodos no invasivos (Método de retardos de la señal recibida por dispersión). Por primera vez, se ha logrado la monitorización de la distribución de temperatura durante una insonificación con MIFU con una novedosa técnica de imagen: la Imagen Optoacústica. Se ha estudiado la propagación del campo acústico en una de las configuraciones más empleadas en experimentación in vitro. Se han realizado medidas cuantitativas de los parámetros acústicos que permiten entender e interpretar posteriormente de forma correcta los cambios celulares. Se hace una crítica a la metodología experimental seguida hasta ahora, que dificulta la comparación entre trabajos publicados. Posteriormente se ha puesto en práctica todo esto en un experimento de insonificación in vitro de una monocapa de fibroblastos en la que se estudian los efectos no térmicos de los US, p.e. cavitación y estimulación mecánica de las estructuras mecanosensoras debido a las variaciones de la presión externa inducida por los US. Finalmente, se ha propuesto un novedoso protocolo de tratamiento para rehabilitación de lesiones crónicas de tejido blando (músculo y tendón). Este protocolo combina los efectos térmicos y no térmicos consecutivamente. Los parámetros de dosificación se basan en toda la bibliografía revisada y el conocimiento adquirido en el desarrollo de la Tesis. Conclusiones: Se ha realizado un completo estudio teórico y experimental de la cadena de experimentación que se debe seguir para estudiar la relación entre los US y las células y tejidos humanos. Se han estudiado los efectos y la capacidad de los US en el rango MIFU para dar resultados beneficiosos en el tratamiento de lesiones de tejido blando. Se propone una novedosa combinación de tratamientos con US como compendio de los resultados obtenidos en la Tesis y la información bibliográfica de los efectos biofísicos demostrados.