E-Book de Aula · Fisioterapia UniSALESIANO Araçatuba

Ultrassom
Terapêutico
na Reabilitação

Da física das ondas acústicas à prescrição clínica baseada em evidências — uma obra completa sobre princípios, dosimetria e aplicação do ultrassom terapêutico em fisioterapia.

1 MHz · 3 MHz Ciclo de Trabalho ERA & Dosimetria Casos Clínicos PubMed · SciELO · ScienceDirect · PEDro
Autor
Prof. Fernando H. A. Benedito
Registro
CREFITO-3 159682-F
Instituição
UniSALESIANO Araçatuba
Nível
Graduação · Fisioterapia
Início
0%
01

Fundamentos Físicos

Natureza, geração e parâmetros da onda ultrassônica

O que é o Ultrassom Terapêutico?

O ultrassom terapêutico (US-T) é uma forma de energia acústica mecânica com frequência superior a 20.000 Hz — portanto inaudível ao ouvido humano. Diferentemente dos recursos eletromagnéticos, o US-T propaga-se como onda de pressão longitudinal, necessitando de um meio material para sua transmissão.

É gerado pelo efeito piezoelétrico: uma corrente alternada aplicada sobre um cristal de quartzo ou cerâmica PZT (titanato-zirconato de chumbo) promove sua deformação mecânica cíclica, gerando compressões e rarefações no meio acoplador e, consequentemente, nos tecidos biológicos.

Parâmetros Físicos Essenciais

f
Frequência — 1 MHz ou 3 MHz na prática clínica
I
Intensidade — W/cm² (SATA, SATP, SPTP)
DC
Ciclo de Trabalho — % de ativação da onda
ERA
Área Efetiva de Radiação — cm² do feixe útil
BNR
Razão de Não Uniformidade — homogeneidade do feixe
t
Tempo de tratamento — calculado pela ERA
🔬
Intensidade SATA vs SATP SATA (Spatial Average Temporal Average) é a intensidade média ao longo do tempo — utilizada para comparações clínicas. SATP (Spatial Average Temporal Peak) é a intensidade de pico no período "on" — relevante no modo pulsado. No modo contínuo, SATA = SATP.
02

Propagação Tecidual

Absorção, atenuação e profundidade de penetração nos diferentes tecidos

A propagação do ultrassom nos tecidos biológicos envolve reflexão, refração, absorção e dispersão. A absorção depende diretamente do conteúdo proteico do tecido: quanto maior o conteúdo proteico, maior a absorção e menor a penetração. Tecidos com alto teor hídrico apresentam o comportamento oposto.

Tecido Conteúdo proteico Absorção (1 MHz) Penetração relativa Observação clínica
Tendão / LigamentoMuito alto (colágeno)MáximaMínimaAlvo ideal do US-T
MúsculoAltoAltaBaixa-moderadaBoa resposta a 1 MHz
CartilagemModeradoModeradaModeradaAbsorção variável
Osso corticalAlto + mineralMuito altaMínimaRisco de sobreaquecimento periosteal
GorduraBaixoBaixaAltaAtravessa facilmente
SangueBaixoBaixaAltaReflexão em paredes vasculares
PeleModeradoModeradaModeradaInterface crítica — gel imprescindível
⚠️
Interface ar-pele: barreira crítica O coeficiente de reflexão do ultrassom na interface ar-pele é superior a 99,9%. Qualquer bolha de ar entre o cabeçote e a pele inviabiliza o tratamento e pode causar queimaduras por hot spots. O gel condutor (e a técnica subaquática) eliminam esse risco ao criar uma interface livre de ar.
03

Efeitos Térmicos

Mecanismos e benefícios do aquecimento tecidual profundo

Os efeitos térmicos ocorrem quando a energia ultrassônica é absorvida pelos tecidos e convertida em calor. Para que sejam clinicamente significativos, é necessário elevar a temperatura tecidual a 40–45°C por no mínimo 5 minutos (Dyson, 1987). O modo contínuo (100% DC) é o principal indutor desses efeitos.

Benefícios dos Efeitos Térmicos:

  • ↑ Extensibilidade do colágeno — redução de contraturasIcorreto
  • ↑ Vasodilatação local e circulação sanguínea
  • ↓ Rigidez articular e músculo-esquelética
  • ↓ Viscosidade sinovial — melhora da mobilidade articular
  • ↑ Taxa metabólica e estimulação enzimática
  • Efeito analgésico por modulação dos nociceptores
  • Relaxamento muscular reflexo via fusos musculares

🌡️ Graus de Aquecimento Tecidual

+1°C (até 37–38°C)
Efeito metabólico leve — ativação enzimática sem resposta clínica expressiva
+2–3°C (39–40°C)
Analgesia, redução do espasmo muscular, melhora da circulação local
+4°C (40–45°C) ✓ Terapêutico
Extensibilidade do colágeno, redução de contratura, efeito anti-inflamatório
> 45°C ⚠️ Lesivo
Desnaturação proteica, dano tecidual, necrose — EVITAR
📌
Indicações dos efeitos térmicos: Fase subaguda e crônica de lesões. Contraturas musculares. Tendinites crônicas. Cicatrizes aderidas. Artrites crônicas com rigidez. Antes de mobilizações articulares (efeito de "aquecimento profundo").
04

Efeitos Não Térmicos

Cavitação, microstreaming e bioestimulação celular

〰 Cavitação Estável

Formação e oscilação simétrica de microbulhas gasosas nos fluidos teciduais. As microbulhas vibram em ressonância com a frequência do US, gerando microstreaming acústico — fluxo de fluido em escala celular.

Esse microstreaming altera a permeabilidade da membrana celular, favorecendo trocas iônicas, influxo de Ca²⁺ e ativação de vias de sinalização intracelular relacionadas à proliferação e diferenciação.

💥 Cavitação Inestável (Transitória)

Colapso violento e assimétrico das microbulhas, gerando picos de temperatura e pressão localizados. Em condições terapêuticas normais, a cavitação inestável deve ser evitada — intensidades muito elevadas ou uso estacionário do cabeçote favorecem esse fenômeno.

Monitorar: o paciente relatará dor aguda pontual. Interromper imediatamente e ajustar parâmetros.

Efeitos Celulares e Moleculares Documentados

🧬

Síntese de Colágeno

Ativação de fibroblastos → ↑ produção de colágeno tipo I e III — aceleração da reparação tecidual

Permeabilidade Celular

Aumento da condutância iônica (Ca²⁺, K⁺) → modulação da excitabilidade celular e resposta inflamatória

🩸

Degranulação de Mastócitos

Liberação controlada de histamina → vasodilatação, quimiotaxia e modulação da inflamação aguda

🦴

Consolidação Óssea (LIPUS)

Em baixas intensidades (0,03 W/cm²), estimula osteoblastos e angiogênese — aprovado pela FDA para pseudoartrose

🔁

Cicatrização de Feridas

Aceleração da fase proliferativa: ↑ fibroplasia, angiogênese, contração da ferida e epitelização

🧠

Modulação da Dor

Redução da sensibilização central e periférica; inibição da transmissão nociceptiva em fibras C e Aδ

05

Frequência: 1 MHz vs 3 MHz

Profundidade de penetração, absorção e seleção clínica

Tecidos Profundos
1 MHz
  • Profundidade alvo: 3 – 5 cm
  • ½ valor de profundidade: ~4,0 cm
  • Comprimento de onda: ~1,5 mm
  • Absorção: menor / mais difusa
  • Músculo profundo, quadril, coluna lombar
  • Ombro — manguito rotador profundo
  • Isquiotibiais, glúteo, paravertebral
  • LIPUS para consolidação óssea
Tecidos Superficiais
3 MHz
  • Profundidade alvo: 1 – 3 cm
  • ½ valor de profundidade: ~2,5 cm
  • Comprimento de onda: ~0,5 mm
  • Absorção: maior / mais focal
  • Fasciíte plantar, tendão de Aquiles
  • Epicondilite, bursites superficiais
  • Cicatrizes, síndrome miofascial
  • Paralisia facial (musculatura superficial)
Frequência Prof. efetiva ½ valor depth Intensidade sup. para 0,5 W/cm² a 2 cm Intensidade sup. para 0,5 W/cm² a 4 cm Indicação principal
1 MHz 3 – 5 cm ~4,0 cm ~0,72 W/cm² ~1,05 W/cm² Tecidos profundos (> 3 cm)
3 MHz 1 – 3 cm ~2,5 cm ~1,03 W/cm² Ineficaz Tecidos superficiais (≤ 3 cm)
Regra prática: Se o alvo terapêutico está a ≤ 3 cm da superfície cutânea → 3 MHz. Se está a > 3 cm → 1 MHz. Na dúvida, use 1 MHz — a penetração excessiva é menos prejudicial do que a insuficiente.
06

Ciclo de Trabalho (Duty Cycle)

Proporção liga/desliga e seus efeitos fisiológicos predominantes

O ciclo de trabalho (DC) determina a proporção de tempo em que o aparelho emite energia durante o período total do pulso. É a variável que define se o tratamento terá predominância térmica ou não térmica.

100%
Contínuo — efeito térmico máximo Crônico / Fibrose
50%
Pulsado 1:1 — térmico moderado Subagudo
20%
Pulsado 1:4 — não térmico máximo ⭐ Gold Standard
10%
Pulsado 1:9 — LIPUS / regeneração celular LIPUS
Duty CycleModoRelação ON:OFFEfeito TérmicoEfeito Não TérmicoFase indicada
100%ContínuoSem pausaMáximoMínimoCrônica — fibrose, rigidez
50%Pulsado 1:11s ON / 1s OFFModerado-altoBaixoSubaguda com inflamação
20% ⭐Pulsado 1:41s ON / 4s OFFMínimoMáximoAguda — cicatrização, reparo
10%Pulsado 1:91s ON / 9s OFFNuloAltoLIPUS — consolidação óssea
Duty cycle de 20% (1:4) — Padrão-Ouro para Efeitos Não Térmicos Mais de 30 anos de pesquisa evidenciam que o DC de 20% produz o menor aquecimento tecidual com a maior bioestimulação celular. Estudos com 50% pulsado demonstram que, dependendo da intensidade, ainda ocorre aquecimento significativo — portanto não pode ser classificado como puramente não térmico.
07

ERA, BNR e Intensidade

Área Efetiva de Radiação e cálculo da intensidade por profundidade

ERA — Área Efetiva de Radiação

A ERA é a área da superfície do cabeçote que efetivamente emite energia ultrassônica (≥ 5% da intensidade de pico). É sempre menor que a área física do cabeçote, pois a emissão não é uniforme em toda a face do transdutor.

⚠️
Cabeçotes com face de 5 cm² podem ter ERA de apenas 3–4 cm². Usar a área física do cabeçote para calcular o tempo resulta em subtratamento.
Cabeçote (cm²)ERA típica (cm²)
1 cm²~0,5 – 0,8
2 cm²~1,2 – 1,8
5 cm²~3,5 – 4,5
10 cm²~7,0 – 8,5

BNR — Razão de Não Uniformidade

O BNR descreve a homogeneidade do feixe ultrassônico. É a razão entre a intensidade de pico espacial e a intensidade média na ERA.

BNR ≤ 4:1
Ideal — feixe homogêneo, baixo risco de hot spots
BNR > 6:1
Risco elevado de queimadura tecidual pontual

Guia de Intensidade por Fase

FaseSATA (W/cm²)Modo
Aguda0,1 – 0,3Pulsado 20%
Subaguda0,3 – 0,5Pulsado 20–50%
Crônica0,5 – 1,5Contínuo ou 50%
08

Cálculo do Tempo de Tratamento

Fórmula baseada na ERA e na área de aplicação clínica

Fórmula Principal
T (min) = ( Área tratada cm² ÷ ERA cm² ) × Tempo base (min/ERA)

Tempo Base por Modo

Contínuo (100%)3 – 5 min/ERA
Pulsado 50%5 – 7 min/ERA
Pulsado 20% ⭐5 – 10 min/ERA
Pulsado 10% (LIPUS)20 min/ERA

Exemplos Práticos

Exemplo 1 — Tendinite de Aquiles
Área = 15 cm² | ERA = 5 cm² | Pulsado 20%
T = (15 ÷ 5) × 7 = 21 min
Exemplo 2 — Contratura isquiotibial
Área = 30 cm² | ERA = 5 cm² | Contínuo
T = (30 ÷ 5) × 4 = 24 min
Exemplo 3 — Epicondilite lateral
Área = 10 cm² | ERA = 5 cm² | Pulsado 20%
T = (10 ÷ 5) × 7 = 14 min

Como Delimitar e Medir a Área de Tratamento

09

Protocolo de Decisão Clínica

Seleção integrada de parâmetros por condição e objetivo terapêutico

Condição / Objetivo Frequência Modo / Duty Intensidade SATA Tempo/ERA Observações
Tendinite aguda (superficial)3 MHzPulsado 20%0,1–0,3 W/cm²5–7 minGel abundante; evitar periosteo
Tendinite crônica (superficial)3 MHzContínuo0,5–1,0 W/cm²3–5 minAssociar alongamento pós-US
Contratura muscular profunda1 MHzContínuo0,8–1,5 W/cm²5–8 minManter movimento do cabeçote
Cicatrização de feridas1 ou 3 MHzPulsado 20%0,1–0,5 W/cm²5–10 min3 MHz em feridas superficiais
Epicondilite (lat./med.)3 MHzPulsado 20–50%0,3–0,8 W/cm²5–7 minÁrea pequena: 1–2× ERA
Fasciíte plantar3 MHzPulsado 20%0,5–1,0 W/cm²5–7 minAplicar em posição de carga
Sínd. do túnel do carpo3 MHzPulsado 20%0,3–0,5 W/cm²5 minTécnica subaquática — mão
Ombro — manguito (agudo)1 MHzPulsado 20%0,1–0,3 W/cm²5–7 minEvitar sobre acrômio direto
Ombro — capsulite adesiva1 MHzContínuo1,0–1,5 W/cm²5–8 minPré-mobilização articular
Paralisia facial periférica3 MHzPulsado 20%0,1–0,3 W/cm²5 minCabeçote pequeno (1 cm²)
Consolidação óssea (LIPUS)1 MHzPulsado 10–20%0,03–0,1 W/cm²20 minProtocolo específico LIPUS
Contusão / hematoma (48h+)3 MHzPulsado 20%0,1–0,3 W/cm²5 minAguardar 48–72h pós-trauma
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Indicações Clínicas

Condições com suporte de evidências em bases indexadas

🦴 Musculoesquelético

  • Tendinites agudas e crônicas
  • Entorses e contusões (fase subaguda)
  • Contraturas musculares
  • Síndromes miofasciais
  • Capsulite adesiva (ombro congelado)
  • Bursites
  • Fasciíte plantar

🔄 Reparo Tecidual

  • Cicatrização de feridas crônicas
  • Úlceras de pressão (estágio I-III)
  • Cicatrizes queloides/hipertróficas
  • Contusão óssea e consolidação
  • Pós-operatório de reconstruções
  • Reparação ligamentar

⚡ Neurológico / Funcional

  • Síndrome do túnel do carpo
  • Paralisia facial periférica
  • Neuroma de Morton
  • Dor neuropática periférica
  • Epicondilites lateral e medial
  • Síndrome do impacto sub-acromial
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Contraindicações e Precauções

Segurança na aplicação clínica — limites absolutos e relativos

🚫
Contraindicações Absolutas
  • 🚫Neoplasias malignas (sobre ou próximo ao tumor)
  • 🚫Gestação — abdome, pelve, coluna lombar
  • 🚫Trombose venosa profunda ativa
  • 🚫Sobre marcapasso cardíaco implantado
  • 🚫Epífises de crescimento em crianças
  • 🚫Olhos, gônadas, útero grávido
  • 🚫Implantes cocleares
  • 🚫Tecido isquêmico sem monitoramento
⚠️
Precauções — Usar com Cautela
  • ⚠️Área com sensibilidade cutânea reduzida (neuropatia)
  • ⚠️Sobre implantes metálicos (controverso — monitorar)
  • ⚠️Inflamação aguda muito intensa — reduzir intensidade
  • ⚠️Sobre plexos nervosos expostos ou comprimidos
  • ⚠️Comprometimento circulatório grave
  • ⚠️Infecções ativas / abscessos
  • ⚠️Área torácica (pleurite, pericardite)
  • ⚠️Pacientes anticoagulados (fase hemostática)
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Casos Clínicos

Aplicação prática da dosimetria baseada em evidências

Caso 1 — Tendinite Patelar (Joelho do Saltador) CASO 01/04

Homem, 28 anos, voleibolista amador

Dor anterior no joelho há 3 semanas, EVA 6/10, piora ao saltar

Tendinite patelar — fase subaguda

~1,5 cm da pele → superficial

Protocolo US-T Prescrito

Frequência: 3 MHz
Modo: Pulsado 20%
Intensidade SATA: 0,3 W/cm²
Área: ~15 cm²
ERA: 5 cm²
Tempo: (15÷5) × 7 = 21 min
Sessões: 3×/semana por 4 semanas

Evidência: Stasinopoulos D, Johnson MI. Cyriax physiotherapy for tennis elbow/lateral epicondylitis. Br J Sports Med. 2004. | Andres BM, Murrell GA. Treatment of tendinopathy. Clin Orthop. 2008. [PubMed PMID:18626838]

Caso 2 — Capsulite Adesiva do Ombro (Ombro Congelado) CASO 02/04

Mulher, 52 anos, diabética tipo 2

Limitação severa de ADM do ombro D há 5 meses. Fase congelada.

Capsulite adesiva — fase crônica (fibrótica)

~3–4 cm → tecido profundo

Protocolo US-T Prescrito

Frequência: 1 MHz
Modo: Contínuo 100%
Intensidade SATA: 1,0–1,5 W/cm²
Área: ~20 cm²
ERA: 5 cm²
Tempo: (20÷5) × 5 = 20 min
Sequência: US-T → mobilização articular imediata (janela de 3–5 min)

Evidência: Draper DO et al. Shortwave diathermy and prolonged stretching increase hamstring flexibility more than prolonged stretching alone. JOSPT. 2004. | Grubbs N. Frozen shoulder syndrome. JOSPT. 1993;18(3):479-487. [PubMed PMID:8358145]

Caso 3 — Fasciíte Plantar Crônica CASO 03/04

Homem, 45 anos, sobrepeso, fica em pé 8h/dia no trabalho

Dor plantar no calcâneo D, EVA 7/10, piora nos primeiros passos pela manhã

Fasciíte plantar crônica — fase degenerativa

~0,5–1 cm → muito superficial

Protocolo US-T Prescrito

Frequência: 3 MHz
Modo: Pulsado 20% (fase crônica degenerativa → estímulo não térmico)
Intensidade SATA: 0,5–0,8 W/cm²
Área: ~10 cm²
ERA: 5 cm²
Tempo: (10÷5) × 7 = 14 min
Técnica: Subaquática (bacia com água) ou gel direto

Evidência: Crawford F, Snaith M. How effective is therapeutic ultrasound in the treatment of heel pain? Ann Rheum Dis. 1996;55(4):265-267. [PubMed PMID:8733444] | Díaz-Rodríguez L et al. Therapeutic ultrasound and plantar fasciitis. J Clin Med. 2022;11(23):7034. [PubMed]

Caso 4 — Paralisia Facial Periférica (Paralisia de Bell) CASO 04/04

Mulher, 38 anos, sem comorbidades

Paresia facial direita de instalação súbita há 10 dias. House-Brackmann III.

Paralisia facial periférica — fase subaguda

~0,5–1,5 cm → muito superficial

Protocolo US-T Prescrito

Frequência: 3 MHz
Modo: Pulsado 20%
Intensidade SATA: 0,1–0,3 W/cm²
Cabeçote: 1 cm² (ERA ~0,7 cm²)
Área por região: ~5 cm²
Tempo/região: (5÷0,7) × 5 ≈ 35 min (dividido em 4 regiões de 8 min)
Objetivo: Bioestimulação do nervo facial + musculatura mímia

Evidência: Manikandan N et al. Physiotherapy in Bell's palsy. Am J Otolaryngol. 2015. | Teixeira LJ et al. Physical therapy for Bell's palsy. Cochrane Database Syst Rev. 2011;(2):CD006283. [PubMed PMID:21328283]

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Checklist Clínico

Antes de ligar o aparelho — rotina de segurança e qualidade

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Referências Bibliográficas

Fontes indexadas: PubMed · SciELO · ScienceDirect · PEDro