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Corriente eléctrica en medicina - PowerPoint PPT Presentation


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Corriente eléctrica en medicina. Se llama corriente eléctrica , al paso ordenado de electrones a través de un conductor . CC ó CD. CA. La carga eléctrica (q) de un cuerpo expresa el exceso o defecto de electrones que hay en sus átomos. Su unidad es el Culombio (C).

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Se llama corriente eléctrica, al paso ordenado de electrones a través de un conductor

CC ó CD

CA

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La carga eléctrica (q) de un cuerpo expresa el exceso o defecto de electrones que hay en sus átomos. Su unidad es el Culombio (C).

1 Culombio equivale a 6,25 x1018 electrones.

La intensidad (I), es la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor en una unidad de tiempo.

I = q /t

Las unidades son:

Amperios = Culombios /segundo

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Para que los electrones se desplacen por un conductor es necesaria una diferencia de potencial(V) entre sus extremos. Su unidad es el Voltio. Esto se consigue conectando cargas de distinto signo en sus extremos.

La resistencia (R), es la dificultad que opone un cuerpo al

paso de los electrones.

Su unidad es el Ohmio (Ω)

En los tejidos biológicos, se habla de impedancia

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1.- Acciones biológicas de la corriente continua (CC)

a) Efectos polares

Sobre el cátodo (-) Sobre el ánodo (+)

Reacción alcalina Reacción ácida

Quemadura alcalina Quemadura ácida

Rechazo de iones negativos Rechazo de iones positivos

↑ de la excitabilidad nerviosa ↓ de la excitabilidad nerviosa

Vasodilatación Vasoconstricción

b) Efectos interpolares

Acción vasomotora (ligero eritema)

Acción analgésica (mayor en el ánodo)

Acción térmica

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Aplicaciones de la CC

IONTOFORESIS: Es la introducción de medicamentos a través de la piel por el paso de una CC.

+

-

1mm

piel

CC <10V y 0.5 mA (iontoforesis habitual) introduce fármacos ionizados.

CC pulsada >100V permite el paso de macromoléculas (Electroporación)

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2.- Corriente de descarga de condensador a través de una resistencia (Desfibrilador ventricular)

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3.- Corrientes Pulsantes

  • Son corrientes intermitentes (generalmente alternas), de baja frecuencia (<100Hz), que provocan estimulación de estructuras excitables (nervio y músculo).
  • TENS (Estimulación nerviosa eléctrica transcutánea)
  • De alta Frecuencia (HiTENS) (100Hz):
  • modalidad más utilizada
  • estimulación preferente de fibras Aβ (Teoría de la compuerta medular)

Analgesia rápida, de corta duración

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Baja frecuencia (LoTENS) (2-3Hz):

  • Estimulación de fibras Aδ y C
  • Liberación de opiáceos endógenos
  • Efecto analgésico tardío pero dura horas

SGPA

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TENS en ráfagas:

  • Se aplican salvas de una corriente tipo HiTENS alternadas con LoTENS para sumar los efectos de ambas modalidades. La analgesia tarda en producirse pero es prolongada.
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4.- Corriente de alta frecuencia (CAF) (>500KHz)

  • Esta corriente NO estimula estructuras excitables.
  • Onda corta (Diatermia de onda corta)
  • Longitudes de onda entre 10 - 100 metros.
  • La energía electromagnética se convierte en energía térmica dentro del tejido, debido a la impedancia del mismo (Efecto Joule).
  • Q= 0.24 i2 x R x t
  • Donde:
  • Q= cantidad de calor
  • 0.24= factor de conversión de Joule a calorías
  • i= intensidad
  • R= resistencia
  • t= tiempo durante el cual fluye la corriente
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Electrocirugía

  • Es la aplicación de corriente alterna a los tejidos para crear un efecto térmico controlado (corte, coagulación, desecación) , utilizando un generador eléctrico. Utiliza frecuencias altas (1 - 3 MHz)
  • D= I/S (A/cm2)
  • La temperatura del tejido aumenta con el cuadrado de la densidad de corriente:
  • D= (I/S)2
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Usos de la CE en medicina:

  • Terapéuticos:
  • Depilación
  • Destrucción de neoformaciones
  • Hidratación de cicatrices
  • Deshidratación
  • Parálisis facia
  • Espasmos musculares (relajación)
  • Procesos inflamatorios (traumatismos)
  • Electrobisturí y electrocoagulador
  • Diagnóstico:
  • Patología de nervios y músculos
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Naturaleza de las radiaciones

a) Electromagnéticas

  • Son ondas que se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío.
  • • Transportan energía a través del espacio • En este grupo se incluyen: la luz visible, rayos X, ondas de radio.
  • • Todas se mueven en el vacío con la “velocidad de la luz” c = 3 x 108 m.s-1 • Son de tipo ondulatorio
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b) Corpusculares (cuánticas)

Incluye a las partículas alfa (núcleos de Helio), beta (electrones y positrones de alta energía), protones, neutrones. Estas radiaciones tienen masa.

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Donde:

E= energía del cuanto o fotón

h= constante de Planck (6.63 x x10-34 J.s)

v= frecuencia de la radiación

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Radiación solar

1.94 cal/cm2 . min

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OZONO

Vapor de agua

Contaminación

UVA

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Efectos biológicos de la luz visible

Ritmos circadianos

Grupo Rojo-Naranja

Grupo Azul-Violeta

Grupo Amarillo-Verde (Fototerapia)

Cáncer de piel

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FOTOQUÍMICA

Disociación

M + (h.v) M’

Reacción

Fluorescencia

M’

Transferencia

Degradación térmica

Ley de Grotthus-Draper – Lazareff

En una reacción fotoquímica, la radiación de activación coincide con la banda de absorción del sistema

Λ1

Absorción

Λ2

Λ (nm)

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FOTODINÁMICA

M + (h.v) M’ + X X’ + M

X’ + O2 XO2 (Nocivo)

LUZ

Respuesta

inmune

Medicamento

Antígeno

Cremas medicamentos

Perfumes

Jugos

Tintes

bronceadores

Fotosensibilización

(Fotoalergia)

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Terapia fotodinámica (Reacción Fototóxica):

Uso de sustancias fotosensibilizantes como tratamiento.

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Radiación Ultravioleta (UV)

Λ = 100-400nm

UVA= 400-315 nm

UVB= 315-280 nm

UVC= 280-100 nm

UVA1= 340-400 nm

UVA2= 315-340 nm

FUENTES

Naturales: SOL

Artificiales: Calentamiento >2500ºK

Lámparas de Hg

PROTECCIÓN NATURAL

Atmosférica: OZONO

Cutánea: MELANINA

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ACCIONES BIOLÓGICAS DEL UV

PIEL

Eritema e inflamación

Pigmentación

Descamación

Fotosensibilización

Fotoenvejecimiento

Cáncer ADN

Eritema

Pigmentación

Respuesta

cutánea

0 10 20 días

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OJO

Fotoqueratitis

Fotoconjuntivitis

Cataratas

OTROS

Antirraquítica: 7-dehidrocolesterol preD3

Bactericida

Inmunosupresora

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UV LV IR

100nm 400nm 760 nm

Eritema

Pigmentación

Síntesis Vit D3

Cáncer de piel

Bactericida

Cataratas

Visión Fotosíntesis

Calor

Fotosensibilidad

Fotoenvejecimiento

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LÁSER

(LUZ AMPLIFICADA POR LA EMISIÓN ESTIMULADA DE RADIACIÓN)

Emisión estimulada

(UV-LV-IR-MO)

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COIMPONENTES DE UN LÁSER

Mecanismo emisor

Medio Activo

Tubo resonante

Abastecimiento de

potencia

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Características de la luz LASER

a) Coherente

b) Monocromática

LV

LASER

LV

LASER

d) Alta potencia

c) Altamente colimada

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TIPOS DE EMISORES DE LASER

Sólidos: Rubí, Neodimio YAG

Gaseosos: He-Ne, CO2, Argón

Líquidos: Tinturas

CLASIFICACIÓN DEL LASER POR SU POTENCIA

I y II: muy baja potencia. Pueden producir lesiones oculares. NO se usan en medicina

IIIA y IIIB: Potencia media (<50mW). Se utilizan en fisioterapia. Producen graves lesiones oculares.

IV: Potencia elevada. Producen destrucción tisular, vaporización. Se utilizan en cirugía para corte y coagulación (LASER de CO2)

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EFECTOS BIOLÓGICOS DEL LASER

a) Fotoeléctrico: se normaliza el “potencial de membrana” restableciendo el flujo iónico.

b) Fotoquímico: aumenta la producción de histamina, serotonina y bradicinina, estimula la síntesis enzimática y protéica y a nivel intracelular se genera ATP.

c) Fototérmico: entre otras técnicas de corte y cauterización abrasión o quemado.

CUIDADOS CON EL USO DEL LÁSER

Quemaduras

Riesgo de infecciones (agua vaporizada)

Daño ocular

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RAYOS X

(RAYOS ROENTGEN)

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LOS RAYOS X FUERON DESCUBIERTOS EN 1895

Laboratorio del instituto de física de la

universidad de Wurzburg donde fueron

descubiertos los rayos X

Wilhelm Konrad Roentgen

Experimentando con un tubo de rayos catódicos cubierto con papel

negro se observó una nueva radiación que provocaba la

fluorescencia de un mineral cercano.

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RAYOS X

Radiación electromagnética, invisible, que se propagan a la velocidad de la luz.

La λestá entre 10 a 0,1nm (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible)

Energía > 100eV

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ESCPECTRO ELECTROMAGNETICO

Rayos γRayos X UV LV IR Ro

En 1912 se descubrió que la naturaleza de los rayos X es electromagnética

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CARACTERÍSTICAS DE LOS RAYOS X

  • Cumplen con la ecuación: E = h . v
  • Donde: E= energía; h= constante de Planck, v= frecuencia
  • Son ondas electromagnéticas.
  • No tienen carga eléctrica ni masa.
  • Viajan en línea recta.
  • Penetran la materia y el poder de penetración depende de
  • la energía .
  • Ionizan la materia.
  • El material irradiado queda con una fluorescencia de tipo
  • no permanente
  • Son invisibles.
  • Destruyen las células vivas.
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Coolidge, William David

(1873 - 1975)

Físico y químico norteamericano.

Su principal realización científica es el tubo de rayos X que lleva su nombre (1913), en el que un cátodo incandescente produce un flujo de electrones puros, con gran ventaja sobre los primitivos tubos de Crookes.

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GENERACIÓN DE LOS RAYOS X

Un filamento incandescente

(Cátodo) emite electrones

Los electrones son acelerados

mediante alta tensión

Anodo (placa giratoria)

Tubo de vidrio

de elevado vacío

Los electrones chocan con

el ánodo y producen

Rayos x

La mayor parte de la energía cinética se convierte en calor, menos de un 1 % se transforma en rayos X

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Factores de los que depende la dosis de Rx producida en el Tubo de Coolidge:

1.- Voltaje (KV)

Λmin= 12407

V

2.- Intensidad (mA)

3.- Tiempo de exposición

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Radiación continua

“Brehmstrahlung" (radiación de frenado)

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Espectro de rayos X

Cuando se supera un valor determinado de voltaje (que depende del material del ánodo), aparece el espectro característico que se superpone al continuo.

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Absorción de rayos X

Atenuación de los rayos X

Dispersión de los rayos X

La imagen de Rx procede de la diferencia entre los rayos X absorbidos y los dispersados.

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Densidades radiológicas básicas:

  • Gas
  • Grasa
  • Agua
  • Calcio
  • Metal

Orden creciente de densidad

d

a

c

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Aplicaciones médicas de los Rayos X

a) Fluoroscopia o Radioscopia:

Procedimiento a través del cual se obtienen imágenes de estructuras tisulares en tiempo real, a través del uso de Rx.

b) Radiología convencional (Rx)

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c) Tomografía Computadorizada

Ventajas:

Alta resolución espacial

Buen contraste

Rapidez de ejecución

Posibilidad de reconstruir la forma de un órgano

Desventajas:

Exposición a la radiación ionizante

Alto Costo

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Escala Hounsfield

Agua

Cortes tomográficos de 4-10 mm