Ultrasound Thermal & Non Thermal Modality

Apa Itu Ultrasound? Gelombang Akustik Sebagai Alat Bantu Diagnosa (USG), Perbaikan kerusakan Jaringan Thermal & Non Thermal Effect Fisioterapis gunakan US untuk pengobatan Dapat membantu memasukan obat melalui kutaneus/kulit (Ponophoresis)

Ultrasound Gelombang suara 750.000-3.000.000 Hz (0,75-3Mhz) Komponen US Gelombang/panjang gelombang Frekuensi Amplitudo

Tranduser Alat untuk merubah Energi Listrik  Gel. US Piezoelectric Crystal: Kristal yg berisi ion (+) & (-), terjadi ketika kristal Berkontraksi & Melebar Crystal of quartz, barium titanate, lead zirconate, or titanate housed within transducer Reverse (indirect) piezoelectric effect: terjadi ketika arus dikeluarkan melalui kristal yg mengakibatkan kontraksi US dihasilkan dari efek piezoelectric yg tidak langsung Vibration terjadi dlm frekuensi tinggi Fresnal zone (near field) – luas area dari tranducer ultrasound digunakan untuk tujuan terapeutik

Tipe Gelombang Direct Current: arus searah terputus-putus Alternating Current: dua arus terputus-putus Ultrasound dihasilkan oleh arus yg mengalir melalui kristal piezoelektrik Pulsed Current: aliran arus terputus-putus, akibat periode pengeluaran arus tidak terbatas

Gelombang longitudinal vs tranversal Longitudinal waves – perpindahan molekul searah dgn arah gel. Bergerak Compression – pada area yg densitasnya tinggi (molecules in high pressure areas compress) Rarefraction – pada area yg densitasnya rendah (molecules in low pressure areas expand) Transverse waves – perpindahan molekul dgn arah tegak lurus (guitar string)

Longitudinal waves – melalui zat padat & cairan Soft tissue – lebih seperti cairan US terutama bergerak sbg gel. longitudinal Transverse waves – tidak dapat melalui cairan. Hanya pada tulang

Frequency Frequency: terjadi beberapa kali dlm 1 detik; dinyatakan dlm Hertz or pulses per second Hertz: cycles per second Megahertz: 1,000,000 cycles per second In the U.S., menggunakan 1, 2 and 3 MHz 1 = low frequency; 3 = high frequency  frequency =  kedalaman penetrasi  frequency = gel.suara diserap pd jar. Superfisial (3 MHz)

Velocity/kecepatan Kecepatan gel.suara secara langsung berkaitan dgn kepadatan jaringan ( density =  velocity) Jaringan padat memiliki kecepatan transmisi yg lebih tinggi gel. 1 MHz pada jar. Lunak 1540 m/detik, pada jar. Tulang 4000 m/detik

Pengaruh pada transmisi energi Refleksi/terpantul – terjadi ketika gel. Tidak dapat melalui kepadatan Refraksi/bias – perubahan kecepatan gel.US ketika melalui media dgn kepadatan yg berbeda penyerapan – terjadi oleh jaringan yg menerima gel.US

Attenuation Penurunan intensitas Gel.US terjadi krn penyerapan, refleksi, & refraksi  sbg frekuensi US  krn gesekan/friction molekul dlm gel.us harus di turunkan untuk melewati jaringan US menembus melalui jaringan yg tinggi kadar air & diserap dlm jaringan padat tinggi protein  penyerapan =  Frekuensi(3 MHz) , dan  Penetrasi =  penyerapan (1 MHz) , jadi  Penetrasi =  Frekuensi +  penyerapan (1 MHz) Jaringan  kadar air= tingkat penyerapan rendah (lemak) Jaringan  kadar protein = tingkat penyerapan tinggi (peripheral nerve, bone) Muscle is in between both

Attenuation: Acoustic Impedance Menentukan Jumlah energi US yg di refleksikan tergantung dari permukaan jaringan Jika impedansi akustik dari 2 bahan permukaan yg sama , maka semua gelombang akan tertransmisikan Semakin besar perbedaannya, semakin banyak energi yg di refleksikan & sedikit energi yg masuk pada media ke2 US melalui udara = semua terefleksikan (99%) US melalui lemak = 1% terefleksikan keduanya reflected/refracted @ permukaan Soft-tissue: bone interfaced = much reflected Gel. US @ permukaan dgn impedansi yg berbeda, intensitas akan meningkatkan Standing Wave (hot spot)

Effective Radiating Area (ERA): are tranducer untuk mengeluarkan gel Effective Radiating Area (ERA): are tranducer untuk mengeluarkan gel.suara dinyatakan dlm square centimeters (cm2) Pd permukaan transducer terjadi emisi glb ultra sound. Luas permukaan transducer yg mengeluarkan gelombang US dikenal sbg ERA (effective radiating area) Dalm fisioterapi digunaka transducer ERA 1cm2 dan 5cm2. Treatment Duration: time for total treatment

Intensity Output & Power Power: dinyatakan dlm watts (W); Jumlah energi yg dihasilkan oleh transducer Intensity: kekuatan gel.suara @ lokasi tertentu dlm jaringan yg diobati Spatial Average Intensity (SAI): jumlah energi suara melewati tranducer ERA; Dinyatakan dlm watts per square centimeter (W/cm2) (power/ERA) Terbatas untuk 3.0 W/cm2 of maximum output

Intensity Output & Power Spatial Average Temporal Peak Intensity (SATP): intensitas rata-rata selama waktu “on” Output meter displays the SATP intensity Spatial Peak Intensity (SPI): max. output (power) yg di produksi dalam berkas US (Ultrasound beam) Spatial Average Temporal Average Intensity (SATA) or Temporal (time) Average Intensity: Kekuatan energi US dibawa ke Jaringan Tubuh selama periode tertentu Hanya berarti pada Pulsed US SAI x Duty Cycles

Beam Nonuniformity Ratio (BNR) Rasio antara intensitas puncak spasial (spatial peak intensity (SPI)) Pd permukaan transducer terjadi interferensi (superposisi) glb Terjadi variasi bentuk amplitudo glb US  variasi intensitas. Oleh karena adanya intensitas tinggi dalam daerah berkas (beam), perlu untuk menggerakkan tranducer US

BNR SPI

Duty Cycle Persentase waktu US sebenarnya dipancarkan dari kepala tranducer Rasio antara panjang pulsa & interval pulsa dihantarkan dalam modus denyutan(kontraksi) Pulse length = jumlah waktu dari muatan nol awal untuk kembali ke muatan nol kembali Pulse interval – jumlah waktu antara pulsa US Duty cycle = pulse length/(pulse length + pulse interval) x 100 100% duty cycle menunjukan output US Low output produces nonthermal effects (20%)

Movement of the Transducer 4 cm2/sec Bergerak terlalu cepat akan menurunkan jumlah total energi yg diserap per satuan luas Gerakan yg lambat lebih mudah dan tepat pada target jaringan Jika pasien mengeluh rasa sakit atau panas yg berlebihan, turunkan intensitas dan tingkatkan waktu Jangan terlalu ditekan

Coupling Agents media jelly Optimal agent – distilled H20 (.2% reflection) Types of agents: Direct H20 perendaman (under water) Bladder / kantung air Reduce amount of air bubbles

Direct Coupling Efektifitas akan menurun jika ada bulu/rambut, permukaan tidak rata atau tidak bersih Tekanan miniman dan konstan Berbagai jel dpt digunakan

Water Immersion Digunakan pada permukaan yg tidak rata Letakkan kepala tranducer 2,5 cm dari area terapi Tangan operator harus bebas dari logam Bak yg terbuat dari keramik dangat dianjurkan Jgn menyentuh kulit

Bladder Kantung air yg dilapisi dgn jel Gunakan pada area yg tidak teratur Letakkan jel diatas kulit, kemudian letakkan kantung air diatasnya dan letakkan jel pada kantung tersebut Pastikan udara dikeluarkan dari kantung air

Indications Soft tissue healing & repair Joint contractures & scar tissue Muscle spasm Neuroma Trigger areas Warts Sympathetic nervous system disorders Postacute reduction of myositis ossificans Acute inflammatory conditions (pulsed) Has been shown to be ok to use following the stopping of bleeding with an acute injury (pulsed)

Contraindications Acute conditions (continous output) Ischemic areas or impaired circulation areas Tendency to hemorrhage Around eyes, heart, skull, or genitals Over pelvic or lumbar areas in pregnant or menstruating females Cancerous tumors Spinal cord or large nerve plexus in high doses Anesthetic areas Stress fracture sites or over fracture site before healing is complete (continuous); epiphysis Acute infection

Thermal Effects  blood flow  sensory & motor nerve conduction velocity  extensibility of structures (collagen);  joint stiffness  collagen deposition  macrophage activity Mild inflammatory response which may enhance adhesion of leukocytes to damaged endothelial cells  muscle spasm  pain + all Nonthermal effects

Nonthermal Effects  cell membrane permeability  vascular permeability  blood flow  fibroblastic activity Altered rates of diffusion across cell membrane Secretion of chemotactics Stimulation of phagocytosis Production of granulation tissue Synthesis of protein  edema Diffusion of ions Tissue regeneration Formation of stronger CT

Clinical Applications – Soft Tissue Merangsang pelepasan histamin dari sel mast Karena adanya kavitasi & streaming pengangkutan ion kalsium melewati membran yg merangsang pelepasan histamin Histamin akan menarik leukosit untuk merangsang fibroblast dan sel-sel endotel untuk mebentuk kolagen

Clinical Applications – Scar Tissue, Joint Contracture, & Pain Reduction  mobility of mature scar  tissue extensibility Softens scar tissue  pain threshold Stimulates large-diameter myelinated n. fibers  n. conduction velocity

PENERAPAN US DLM TERAPI INTENSITAS:      (1) Aktulaitas patologi      (2) Power permukaan treatment head (W/cm2)      (3) Tergantung ERA      (4) Rasa iritasi adalah hangat ringan      (5) Bila ada keluhan sakit kepala, vertigo, kelelahan, dll.Intensitas diturunkan     (6) Dosis rendah pemberian dengan continous dan pulsed: Pemberian Pulsed: 1 W/ cm2, posisi 1:5, panas identik 0.2 W/ cm2. efek mekanik (peak of intensity) tetap.

Dosis Ultrasound

Pustaka E.Prentice, William. 2005. Therapeutic Modalities in rehabilitation. New York. McGrawHill H. Cameron, Michelle. 2003. Physical Agents In Rehabilitation From Research And Practice (2nd edition). United States. Elselvier J. Williams. Superficial Thermal Agents (persentation).http://www.educ.uidaho.edu%2Fjwilliams%2FHS%2520468%2FSuperficial%2520Thermal%2520Agents.ppt (akses 19 febuari 2012) http://electrotherapy.org/modalities/ultrasound%20doses.htm (akses 24 febuari 2012)

Terima kasih atas perhatiannya