Dosing Therapeutic Ultrasound to Induce Vigorous Heating Prior to Stretching and Manual Therapy
Door Joseph A. Gallo, DSc, AT, PT en Kevin J. Silva, MS, ATC, Salem State University, afdeling Sport- en Bewegingswetenschappen
In de literatuur over elektrofysische middelen is steeds duidelijker geworden dat een gecombineerde aanpak betere resultaten oplevert in vergelijking met het passieve stand-alone gebruik van modaliteiten. Het doel van dit artikel is te bespreken hoe weefsel effectief kan worden verwarmd tot therapeutische temperatuurbereiken als voorbereiding op stretching en/of manuele therapieën.
Clinici kiezen vaak voor een oppervlakkig of diep verwarmingsmiddel voorafgaand aan een “warmte en stretch” interventie. Oppervlakkige verwarmingsmiddelen, zoals hot packs, hebben een beperkte penetratiediepte van maximaal 1-2 cm. Bij diepten van meer dan 1 cm zijn oppervlakkige verwarmingsmiddelen echter vaak niet in staat om de weefseltemperatuur effectief te verhogen tot het juiste therapeutische bereik. Therapeutische ultrasound en kortgolvige diathermie worden daarentegen geclassificeerd als diepwerkende verwarmingsmiddelen die tot 5 cm diep effectief kunnen verwarmen.
Figuur 1. Een arts die thermische ultrasound toepast op patellapeestendinopathie met de pees in een licht gestrekte positie.
Therapeutische ultrasound heeft het vermogen om weefsel effectief te verhitten tot een therapeutisch niveau dat een toename van de visco-elasticiteit van het weefsel bevordert, wat vaak wordt aangeduid als krachtige verhitting. Krachtige verwarming wordt bereikt door de baseline weefseltemperatuur met 4°C te verhogen of een absolute weefseltemperatuur van 40°C te bereiken (tabel 1). Het is belangrijk op te merken dat de intramusculaire weefseltemperatuur ongeveer 36°C bedraagt. Deze verhoging met 4°C wordt geacht de visco-elasticiteit van de weke delen tijdens en onmiddellijk na de behandeling te maximaliseren, en ligt aan de basis van het wijdverbreide gebruik om weefsel voor te verwarmen onmiddellijk vóór stretching en manuele therapie technieken. Aanvullend onderzoek is nodig om de vergelijkende effectiviteit van het combineren van diepe warmte met manuele technieken te bepalen.
Eerst onderzoek met diermodellen gaf aan dat een absolute weefseltemperatuur tussen 40-45°C nodig was om de visco-elasticiteit van weefsel te verhogen. Jarenlang was dit de heersende gedachte in de literatuur over elektrofysische middelen en in leerboeken. In recenter ultrasoon onderzoek is echter vastgesteld dat menselijke proefpersonen gewoonlijk geen absolute weefseltemperaturen boven 41°C verdragen.
Draper et al. stelden de dosis-responsrelatie vast voor het verwarmen van spieren met 1 en 3 MHz ultrageluid. In deze studie werd de verhittingssnelheid van ultrageluid in °C/min vastgesteld, zodat de arts intensiteiten (W/cm2) en behandelingstijden kan selecteren die voorspelbare verhitting in menselijke spieren opleveren (tabel 2). Het is belangrijk op te merken dat de opwarmingssnelheden per fabrikant en apparaat verschillen; daarom zal de netto weefseltemperatuurstijging per fabrikant en apparaat verschillen. Er is aanvullend onderzoek nodig om de verhittingsgraad van hedendaagse apparaten te bepalen.
De frequentie van ultrageluid bepaalt de penetratiediepte en is van invloed op de efficiëntie van de verhitting. Om dieper gelegen weefsels (tot 5 cm) te bereiken, moet een frequentie van 1 MHz worden gekozen. Wanneer het doelweefsel zich binnen 2,5 cm van het huidoppervlak bevindt, moet een frequentie van 3 MHz worden gekozen. Het is belangrijk op te merken dat 3 MHz ongeveer 3x sneller verwarmt dan 1 MHz, waardoor een efficiëntie in verwarming ontstaat in vergelijking met 1 MHz ultrageluid. Bovendien kan ultrageluid van 1 MHz diep verwarmen, maar is het een inefficiënte verwarming van diepe spieren en vereist het dus een langere sonatietijd (tabel 3). Omgekeerd is ultrageluid een redelijk efficiënte verwarming van oppervlakkige spieren en is het de meest efficiënte verwarming van oppervlakkige pezen vanwege het verhoogde collageengehalte (tabel 4).
De verwarmingsefficiëntie zal ook worden beïnvloed door de toepassingstechniek. Het is belangrijk te onthouden dat ultrageluid een zeer gerichte behandeling is, en dat de grootte van het te behandelen gebied niet groter mag zijn dan 2x de grootte van de geluidskop. Om het verwarmingseffect te maximaliseren moet de geluidskop in een overlappend cirkelvormig of longitudinaal patroon worden bewogen met een snelheid van ongeveer 4 cm/sec.
Een veelvoorkomend doel van de behandeling is het verhogen van de plaatselijke doorbloeding en de rekbaarheid van het weefsel, wat kan worden bereikt door krachtige verwarming te combineren met stretching en/of manuele therapie. Klinisch gezien is het belangrijk op te merken dat het stretchingvenster na eenultrasoundbehandeling beperkt is tot 3,3 minuten voor spieren en 5 minuten voor pezen en ligamenten. Tijdens deze perioden na de behandeling heeft het weefsel de grootste temperatuur en visco-elasticiteit. Leg tegen het einde van een ultrasoundbehandeling het doelweefsel op rek om de weefselverlenging te maximaliseren, en volg de behandeling onmiddellijk met stretching, gewrichtsmobilisaties, of instrument-ondersteunde zachte weefselmobilisatie. De literatuur is duidelijk dat ultrasound de weefseltemperatuur kan verhogen tot een krachtig niveau voorafgaand aan stretching en manuele therapieën, mits goed gedoseerd en toegepast.
Save this infographic as a PDF here.
1. Draper, D. Therapeutisch ultrageluid. In: Knight KL, Draper DO. Therapeutische modaliteiten: The Art and Science. 2nd ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 2013.
2. Draper DO, Castel JC, Castel D. Rate of temperature increase in human muscle during 1 MHz and 3 MHz continuous ultrasound. J Orthop Sports Phys Ther. 1995;22(4):304-307.
3. Draper DO. Ultrasound and Joint Mobilization for achieving normal wrist range of motion after injury or surgery: Een case serie. J Ath Train. 2010;45(5):486-491.
4. Lehman JF, De Lateur BJ. Therapeutische Warmte. In: Lehman J, and Therapeutic Heat and Cold. 4th ed. Baltimore, MD: Williams & Wilkins; 1990.
5. Merrick MA, Bernard KD, Devor ST, Williams JM. Identieke 3-MHz ultrageluidsbehandelingen met verschillende apparaten produceren verschillende intramusculaire temperaturen. J Ortho Sports Phys Ther. 2003;33(7):379-385.
6. Chan AK, Myrer JW, Meason GJ, and Draper DO. Temperature changes in human patellar tendon in response to therapeutic ultrasound. J Ath Train. 1998; 33(2): 130-135.
7. Hayes BT, Merrick MA, Sandrey MA, Cordova ML. Drie-MHz ultrageluid verwarmt dieper in het weefsel dan oorspronkelijk werd verondersteld. J Ath Train. 2004; 39(3):230-234.
8. Rose S, Draper DO, Schulthies SS, Durrant E. The stretching window part two: rate of thermal decay in deep muscle following 1 MHz ultrasound. J Ath Train. 1996; 31(2): 139-143.
9. Draper DO, Ricard MD. Rate of thermal decay in human muscle following 3 MH ultrasound: The stretching window revealed. J Ath Train. 1995; 30(4):304-307.