Rev. Bras. Fisiot. Vol. 4, No. I (1999), 27-31
©Associação Brasileira de Fisioterapia
APLICAÇÃO DE ULTRA-SOM TERAPÊUTICO EM LESÃO MUSCULAR
EXPERIMENTAL AGUDA
Menezes, D. F., 1 Volpon, J. B. 2 e Shimano, A. C. 3
'Universidade de Ribeirão Preto, UNAERP
2
Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto
3
Laboratório de Bioengenharia, USP
Correspondência para: Denise Ferreira de Menezes, Laboratório de Bioengenharia, Faculdade de Medicina de Ribeirão
Preto, USP, Campus Universitário, Monte Alegre, CEP 14049-900, Ribeirão Preto, SP
Recebido: 10/07/98- Aceito: 14110/99
RESUMO
Foi analisado o efeito da aplicação do ultra-som terapêutico em lesão muscular aguda. Foi realizada uma lesão por esmagamento no
músculo reto da coxa direita e esquerda em 26 coelhos (52 músculos) da raça Nova Zelândia, com peso médio de 2,2 kg. Após 3
dias da lesão, os animais foram tratados em um lado com ultra-som terapêutico com tipo de onda pulsada, razão 1:5, freqüência de
1 MHz e intensidade de 0,5 W/cm 2 por 5 minutos, durante 10 dias consecutivos. O músculo contralateral serviu como controle e sofreu
apenas esmagamento. Após 3 dias do término da aplicação, os animais foram sacrificados e os músculos submetidos a ensaios de
tração na máquina universal de ensaio, com célula de carga de 200 kgf e velocidade de 4,5 mm/minuto. Foram analisados os resultados
dos ensaios de 36 músculos (18 animais), mostrando que os músculos tratados pelo ultra-som apresentaram diferença significativa
na deformação máxima, carga e deformação no limite de proporcionalidade, e na energia na fase de deformação elástica. Estes resultados
sugerem que a aplicação do ultra-som terapêutico possa melhorar a qualidade da reparação da lesão muscular aguda.
Palavras-chave: ultra-som, lesão muscular, músculo.
ABSTRACT
In this investigation the effect of the therapeutic ultrasound on the healing of acute muscular Iesion was evaluated. The injury was
produced with a crush of both muscles rectus femoris (right and Ieft) in 26 New Zealand white rabbits (52 muscles) having a weight
average of 2.2 Kg. Three days !ater therapeutic pulsed ultrasound was applied to one injuried area and the opposite side muscle was
kept without treatment for further analysis and comparison. The ultrasound pulsed waves had 1 MHz of frequency, at the rate of 1:5,
0,5 W/cm 2 of intensity, being applied for 5 minutes during 10 days. Three days after completion of the treatment the animal was killed
and the muscle submited to mechanical testing in traction (load cell - 200 kgf; speed 4.5 mm/minute. The results of the experiment
with 36 muscles from 18 animais were analyzed and, consequently, the muscles treated by ultrasound showed a significant difference en terms of Ioad and maximum deformation at the yield limit, having absorbed more energy in the elastic phase as well. The
results suggest that the use of ultrasound may amprove the quality of healing of acute muscular Iesions.
Key words: ultrasound, muscular Iesions, muscle.
INTRODUÇÃO
O músculo é dentre os tecidos biológicos o mais plástico, sendo, portanto, mutável e respondendo a estímulos
normais e patológicos (Rose & Rothstein, 1982). É o mais
freqüentemente afetado nos traumatismos do esporte
(Carazzato, 1994; Crisco et al., 1994) e, independente do
mecanismo de lesão, a fisiopatologia muscular básica na
cicatrização é parecida (Lehto & Jarvien, 1991 ).
O desenvolvimento de modelos experimentais sobre
lesão muscular contribuíram para o conhecimento das alterações morfológicas e fisiológicas que ocorreram (Allbrook
et al., 1996; Nikolaou et al., 1987; Fisher et ai., 1989), e
várias técnicas terapêuticas têm sido propostas para proporcionar ao indivíduo que sofreu uma lesão muscular a volta às suas atividades o mais precocemente possível.
O ultra-som terapêutico tem sido utilizado para tal fim,
sendo que (Enwemeka, 1989) estudou o efeito da apli-
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Menezes, D. F., et al.
cação do ultra-som no potencial de cicatrização de tendões
de Aquiles lesados e encontrou que o tratamento provocou
aumento significativo na resistência à tração e na capacidade
de absorção de energia dos tecidos. (Jackson et a!., 1991)
defenderam a hipótese de que o tratamento com ultra-som
aumenta o grau de velocidade da reparação de tendão de
Aquiles lesado em rato, entretanto, o assunto ainda carece de investigação.
Partridge (1987) chamou a atenção de que muitos relatos
sobre a ação terapêutica do ultra-som são baseados em
impressões clínicas e Gam & Johannen (1995) revisaram
293 trabalhos publicados sobre o assunto desde 1950,
verificando que apenas 22 deles apresentavam controles
adequados, e enfatizaram a necessidade de aprofundar as
investigações.
Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito
da aplicação do ultra-som terapêutico na reparação da lesão
muscular mediante avaliação mecânica, utilizando ensaio
de tração.
Rev. Bras. Fisiot.
média temporal) de 0,5 W/cm 2 obtida no fundo de escala,
correspondendo no painel do aparelho a 3,0 w/cm2 . O tempo
de aplicação foi de 5 minutos.
Metade dos animais receberam aplicação de ultra-som
no lado direito, e a outra metade no lado esquerdo. O lado
oposto foi mantido como controle.
Para assegurar a transmissão adequada das ondas ultrasônicas para a pele do animal, foi interposta uma bolsa de
látex cheia de água entre o transdutor e a coxa (McDiarmid
et al., 1985; McDiarmid & Burns, 1987). Entre o transdutor
e a bolsa de látex e a pele foi aplicado gel hidrossolúvel
que funcionou como meio acoplador. A dosimetria do
aparelho foi realizada antes do uso em cada lote de animais,
usando um dosímetro subaquático da marca OHMIC, modelo
UPMT-DT-1, no setor de Bioengenharia da Universidade
de São Paulo, São Carlos. A dosimetria também foi realizada
com o uso da bolsa de látex, não mostrando interferência
com a transmissão do ultra-som.
Ensaio Mecânico de Tração
MATERIAL E MÉTODO
Foram usadas 26 coelhas adultas da raça Nova Zelândia,
pesando em média 2,2 Kg. Nestes animais foram produzidas
lesões por esmagamento dos músculos reto da coxa que depois, foram tratadas com aplicação do ultra-som terapêutico,
conforme técnica a ser descrita.
Os animais foram anestesiados com nembutal via
endovenosa e o procedimento foi realizado segundo as
técnicas cirúrgicas rotineiras de assepsia e anti-sepsia. Após
tricotomia em ambas as coxas e assepsia, foi realizada incisão
retilínea na face mediai da coxa, terço médio, até a fáscia.
O modelo de lesão muscular foi baseado em Allbrook (1962).
Foi introduzida uma pinça hemos tática que, por di vulsão
romba, separou o reto da coxa do vasto intermédio, até a
extremidade da pinça protrair pela face lateral da musculatura, sendo demarcada a região do reto da coxa para ser
lesada, correspondendo a uma distância aproximada de 2,0
em do pólo superior da patela. Esta região do músculo foi
colocada entre as presas de uma pinça hemostática tipo Kelly
que foi introduzida até um ponto previamente demarcado
e padronizado para todos os animais. Uma única pinça foi
usada para produzir todas as lesões provocando esmagamento durante 10 segundos. A pele foi suturada e lesão
semelhante foi provocada na outra coxa.
No terceiro dia após a produção da lesão foi iniciada a aplicação do ultra-som terapêutico, durante 1O dias consecutivos, no mesmo período do dia.
O equipamento de ultra-som utilizado para uso clínico
(KW- Indústria Nacional de Tecnologia Eletrônica Ltda.,
modelo SONOMASTER Master Line) foi de média intensidade, no regime de onda pulsada de freqüência 1 MHz,
repetição de pulso de 100Hz, razão de 1:5, área de radiação
efetiva de 4,0 cm 2 e intensidade (SATA - média espacial
Após o tratamento, os animais foram sacrificados com
dose excessiva de nembutal por via endovenosa. Em seguida,
a pele da coxa foi removida e realizada inspeção macroscópica dos músculos.
O músculo reto da coxa foi retirado da origem pélvica
até distalmente, ao pólo superior da patela.
Para os ensaios de tração foram confeccionadas garras
especiais na Oficina Mecânica de Precisão da Prefeitura do
Campus da Universidade de São Paulo de Ribeirão Preto.
E os músculos foram fixados a elas e, com ajuda de fitas
de cetim, amarradas para assegurar uma fixação adequada de suas extremidades. Um alinhamento prévio foi realizado nos testes para que a carga fosse aplicada na direção
longitudinal. Foi padronizada uma distância inicial de 5 em
entre as garras.
À máquina universal de ensaio foi acoplada uma célula
de carga de 200 kgf (KRATOS~), associada a uma ponte
de extensometria (SODMEX®). Foi utilizado um relógio
comparador com a precisão de 0,01 mm, para as medidas
das deformações. Foi aplicada uma pré-carga de 200 g,
durante 60 segundos, para acomodação do sistema, sendo
a velocidade estabelecida para o ensaio de 4,5 mm/min.
A carga aplicada foi registrada em intervalos de 0,5
mm de deformação até que houvesse a ruptura do músculo.
Os ensaios foram realizados no Laboratório de Bioengenharia
da Universidade de São Paulo de Ribeirão Preto. Durante o ensaio, os músculos foram gotejados com soro fisiológico para evitar desidratação e que ocorresse alteração
das propriedades mecânicas.
Os valores obtidos das cargas e deformações de cada
ensaio foram lançados em gráficos de onde foram obtidos
os seguintes parâmetros: carga e deformação no limite de
proporcionalidade, carga e deformação máximas, energia
absorvida na fase elástica (resiliência) e rigidez.
29
Ultra-som em Lesão Medular Aguda
Vol. 4 No. I, 1999
Análise Estatística
Tabela 2. Resultados das propriedades mecânicas entre os lados tratados
A análise estatística dos dados foi realizada com o teste
t de Student pareado. O nível de significância foi estabelecido em 5%. Os testes foram processados utilizando-se
o programa "EXCEL 7®".
e não-tratados.
RESULTADOS
Os músculos, tanto nos tratados quanto nos não tratados macroscopicamente, apresentavam espessamento
fibrótico palpável correspondendo ao local da lesão, havendo
ainda hiperemia na região.
Foram ensaiados 52 músculos (26 animais), destes
foram aproveitados para análise dos resultados 36 músculos pareados (18 animais). Dos 16 músculos excluídos,
2 deles o foram por apresentar soltura durante o ensaio
e os 14 restantes por apresentarem grande variação da
dispersão nas curvas obtidas no gráfico carga x deformação.
A ruptura dos músculos tratados ocorreu no mesmo local
onde a lesão foi produzida em I O casos, em 4 casos,
proximalmente à lesão e nos 4 restantes, distalmente a ela.
Nos músculos não-tratados, a ruptura ocorreu no local da
lesão em 14 casos, proximalmente a ela em 3 e distalmente,
em apenas I caso (Tabela 1). Na Tabela 2 estão representados os resultados dos parâmetros para os lados tratados
e controles.
Tabela I. Relação dos locais das rupturas ocorridas nos músculos
durante o ensaio de tração para os lados tratados e não-tratados,
n = 18.
Lado tratado
Lado não-tratado
Mesmo local da
lesão
lO (55,6%)
14 (77,8%)
Proximalmente à
lesão
04 (22,2%)
03 (16,7%)
Distalmente à lesão
04 (22,2%)
OI (5,5%)
Total
18 (100%)
18 (100%)
Local da ruptura
Houve diferença estatisticamente significante entre os
lados para a deformação máxima, carga e deformação no
limite de proporcionalidade e energia absorvida na fase
elástica.
DISCUSSÃO
As lesões musculares atingem grande número de pessoas, sejam esportistas profissionais ou atletas ocasionais
ou, ainda, trabalhadores. Muitas são as variedades terapêuticas
propostas, todas visando à recuperação do indivíduo no menor
tempo possível e devolvendo-lhe a condição física anterior
(restitutio ad integrum).
Tratados
Não-tratados
Carga máxima (N)
33,47 ± 12,04
28,46 ± I 0,03
Deformação máxima
(xl0- 3 m)*
29,72 ± 6,16
23,06 ± 7,32
Carga no limite de
proporcionalidade (N)*
21,36 ± 7,62
16,23 ± 6,09
Deformação no limite de
proporcionalidade (x I 0- 3 m)*
17,63 ± 6,30
12,52 ± 4,98
163,99 ± 84,85
I 08,99 ± 68,67
1632,96± 1181,73
1478,12 ± 550,57
Energia absorvida na fase
elástica (x I o-3 J)*
Rigidez (N/m)
*Houve diferença significativa entre os lados tratados e não-tratados (p <
0,05).
A terapia por ultra-som é, dentro da prática clínica, um
dos recursos mais utilizados no tratamento de lesões de
tecidos moles, podendo afetar a reparação tecidual de várias maneiras, dependendo do estágio da lesão e dos
parâmetros usados (Dyson, 1987; Young & Dyson, 1990)
e indicada no tratamento tanto de condições agudas como
crônicas (Kitchen & Partrigde, 1990).
Estudos realizados em lesões cutâneas experimentais
(Kitchen & Partrigde, I 990) e úlceras varicosas (Dyson &
Suckling, I 978) mostraram que a aplicação de ultra-som,
nestas situações, exerce um efeito positivo, acelerando o
processo de reparação. Enwemeka (1989) chegou a conclusões semelhantes quando seccionou tendões de Aquiles de
coelhos e os tratou com aplicação de ultra-som. Ensaios
mecânicos mostraram que os tendões tratados eram mais
resistentes que os controles.
Uma das características mais importantes do músculo
é a capacidade de contrair-se e alongar-se sob a ação de
estímulos elétricos e/ou forças mecânicas. Assim, a caracterização do comportamento mecânico de um processo
reparativo pareceu-nos adequada para avaliar a qualidade
da reparação de uma lesão muscular, com a vantagem de
oferecer dados objetivos e permitir comparações.
As lesões por traumatismo direto são as mais freqüentes
e mais fáceis de serem obtidas em termos experimentais.
Assim, optamos pelo modelo experimental de lesão muscular descrito por Allbrook (1962), com algumas modificações, tanto na escolha do músculo quanto no período em
que ele sofreu esmagamento.
Usamos um tempo menor de esmagamento do que o
recomendado pelo autor para não causar lesão muito séria
(a maioria das lesões na prática clínica é leve ou moderada) ou levar à secção do músculo. Neste caso, a lesão é grave
e o melhor tratamento pode ser o cirúrgico. A lesão empregada foi aguda podendo ser classificada como contusão,
definida por um esmagamento do músculo seguida de
sangramento e edema (Carazzato, 1994).
30
Menezes, D. F., et ul.
Selecionamos o músculo reto anterior do quadríceps
por ter localização superficial, fácil acesso cirúrgico, fácil identificação e, também, porque esse músculo, apesar
de compor uma unidade muscular - o quadríceps - é facilmente isolado dos outros componentes musculares. Além
disso, Lopes et al. (1994) observaram que a grande maioria das lesões musculares decorrentes de traumatismo do
esporte ocorre na musculatura da coxa. Ainda, uma característica anatômica reforçou nossa opção pelo reto anterior,
pois ele é preso apenas na origem pélvica e na inserção, junto
do pólo superior da patela. Isto tornou possível que fosse
isolado e retirado in totum, garantindo um mínimo de
traumatismo e facilitando a adaptação na máquina de ensaio.
Após a produção da lesão esperamos três dias para
iniciar a aplicação do ultra-som com a finalidade de aguardar
a diminuição da reação inflamatória. Entretanto, o início
do tratamento ainda ocorreu na fase aguda e, por esta razão, usamos o ultra-som na forma pulsada (Dyson, 1982)
que apresenta menor efeito térmico (Binder et al., 1985)
e provável ação de abrandamento da reação inflamatória
(Lehmann & Guy, 1972).
Quando se realiza a aplicação de ultra-som, alguns
cuidados são indispensáveis. Primeiro, há necessidade de
garantir que o aparelho esteja funcionado adequadamente. Desta nossa experiência, constatamos que muitos aparelhos de uso comercial carecem de controle de qualidade
e necessitam ser calibrados quando é requerida padronização
dos parâmetros. Segundo, é necessário garantir que as ondas
sejam transmitidas adequadamente do transdutor para o
animal. Em nosso estudo piloto, a área a qual receberia a
aplicação do ultra-som era menor que o transdutor. Resolvemos esse problema interpondo uma bolsa de látex com
água, como proposto por McDiarmid & Burns (1987).
A dosimetria realizada não mostrou diminuição da
potência acústica com a interferência da bolsa de látex. Após
o término da aplicação do ultra-som aguardamos mais três
dias para o sacrifício do animal para esperar que algum
eventual efeito transitório decorrente do tratamento desaparecesse.
A análise macroscópica dos músculos mostrou haver
presença de nódulo fibroso palpável e hemorragia ao redor da lesão em todos os músculos, tanto os tratados quanto
os não-tratados com ultra-som. Quanto aos locais de rupturas
musculares durante os ensaios de tração, os resultados
mostraram que nos músculos tratados a incidência maior
foi no local da lesão (55,6%) e nos não-tratados a incidência
maior também foi no local da lesão (77,8%). Estes resultados coincidem com os de Crisco et al. (1994 ).
Porém, nossos resultados podem sugerir que o local
da lesão no lado tratado tenha ficado mais resistente, pois
apresentou menor incidência de ruptura, o que seria um efeito
benéfico do tratamento. Um ponto de discordância entre as
metodologias de alguns trabalhos foi a velocidade do en-
Rev. Bras. Fisior.
saio mecânico. Em nosso experimento, estabelecemos a
velocidade de 4,5 mm /min, em virtude dos resultados obtidos
no estudo piloto.
Na avaliação dos dados utilizamos o gráfico carga x
deformação, mas o ideal seria a correlação com a tensão.
Entretanto, para este cálculo necessitaríamos de conhecer
a área da secção transversal no local da lesão, o que foi
impossível obter, pois o ensaio foi destrutivo. Tentamos o
cálculo aproximado da área por comparação com figuras
geométricas, mas a análise dos resultados mostrou que esta
aproximação provocava maior dispersão dos parâmetros
sendo, portanto, imprecisa. Com essa limitação, não foi
possível calcular o módulo de elasticidade, então o substituímos pela rigidez.
Analisando os parâmetros na fase plástica, obtivemos
que a carga máxima foi igual para os dois músculos e que
os músculos tratados apresentaram maior deformação
máxima. Estes resultados sugerem uma maior capacidade
do músculo tratado alongar-se embora suportasse a mesma carga máxima do controle.
Entretanto, cremos que os resultados mais interessantes
possam ser obtidos da análise dos resultados na fase elástica,
pois refletem uma etapa de deformação reversível, mais
próxima do funcionamento do músculo em condições normais. Nessa fase, o músculo tratado suportou maior carga
e deformação no limite de proporcionalidade, bem como
maior energia absorvida, para a mesma rigidez.
Esses dados mostram que o tratamento provocou uma
migração do limite elástico para maiores valores. Ou seja,
o músculo foi capaz de se alongar mais e absorver mais
energia. Logo, o tratamento modificou o padrão de deformação do músculo tornando-o mais elástico. Esta característica é altamente desejável em uma estrutura como o
músculo cuja propriedade marcante é a capacidade de
contrair-se e alongar-se.
Não analisamos a natureza do processo reparativo, por
exemplo, com a microscopia, mas podemos inferir que,
provavelmente, o tratamento com ultra-som melhorou a
capacidade de reparação da lesão.
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