Valoración con termografía infrarrojo, de la capacidad vasodilatadora de las diferentes corrientes analgésicas y factores implicados
Assessment of the vasodilatory capacity of different analgesic currents using infrared thermography
J. Rioja Toro a, 
, P.J. Estévez Poy a
, P.J. Estévez Poy aPalabras Clave
Termografía infrarrojo. Corrientes analgésicas. Corriente de Träbert. Corriente diadinámica. TENS. Corriente interferencial tetrapolar.Keywords
Infrared thermography. Analgesic current. Träbert current. Diadynamic current. TENS. Interferential current.Resumen
ObjetivosPrimero, hacer una valoración cuantitativa, mediante termografía infrarrojo (TIR) del proceso de vasodilatación provocado por las corrientes analgésicas; segundo, valorar las diferencias entre ellas, y tercero, comprobar si la vasodilatación es debida al efecto Joule o existen otros mecanismos.
Material y método
Incluidos 12 individuos (6 mujeres y 6 varones); edades comprendidas entre los 23 y 47 años (media 34 años y 4 meses) y estudio de TIR, previo al tratamiento, normal. En todos se hizo una valoración con TIR de su columna vertebral, al inicio, después del tratamiento y a los 30 y 60 minutos de finalizado. Corrientes valoradas: bifásica compensada, interferencial, ultraexcitante y diadinámica.
Resultados
Tras finalizar el tratamiento aparecía una zona de hiperemia debajo de los electrodos con gradiente de temperatura de +3,7°C±0,82°C (p<0,001), respecto de la inicial. En las zonas interpolares, hiperemia inapreciable, pero con gradiente térmico de +0,9°C±0,2°C (p<0,05). A los 30 y 60 minutos desaparición de la hiperemia local, extendiéndose por la espalda y con gradiente de temperatura a la hora de +1,3°C±0,03°C (p<0,05).
Conclusiones
Las corrientes analgésicas provocan una vasodilatación en las zonas polares (mayor en el cátodo en las corrientes monofásicas), que decrece progresivamente y se extiende por toda la región interpolar. No existen diferencias manifiestas a la hora entre las diferentes corrientes. Pueden existir otros mecanismos vasodilatadores además del efecto Joule.
Abstract
Objectives
To make a quantitative assessment, using infrared thermography (IRT) of the vasodilation process induced by different analgesic currents, and to assess the differences between them. It will also be determined whether the vasodilation is due to the Joule effect or whether there are other mechanisms.
Materials and methods
The study included 12 subjects (6 men and 6 women), with an age range of 23-47 years (mean 34 years and 4 months) and who were assessed by infrared thermography prior to the normal treatment. An assessment with infrared thermography of the spinal column was performed on all of them, at the beginning, after treatment and at 30 and 60minutes after the treatment was finished. The currents assessed were, biphasic, interferential, ultra-excitatory and diadynamic.
Results
After finishing the treatment an area of hyperaemia appeared beneath the electrodes using a temperature gradient of 3.7°C±0.82°C (P<0.001) from the baseline. Negligible hyperaemia was observed in the interpolar zones with temperature gradient of 0.9°C±0.2°C (P<0.05). At 30 and 60minutes, the local hyperaemia disappeared, being extended across the back and with a temperature gradient at one hour of 1.3°C±0.03°C (P<0.05).
Conclusions
Analgesic currents produce vasodilation in the polar areas (higher in the cathode in single-phase currents) that gradually decreases and extends throughout the interpolar area. There are no significant differences between the currents at one hour. There may be other vasodilatory mechanisms as well as the Joule effect.
Artículo
IntroducciónTodo proceso nosológico que provoca dolor, de manera refleja origina una contracción muscular permanente, que acaba perturbando la irrigación vascular del músculo (isquemia) y, como consecuencia de la misma, provoca una alteración en las terminaciones sensitivas nociceptivas que abocan a los fenómenos de alodina, hiperalgesia e hiperpatía que acompañan a estos procesos.Los mecanismos de la analgesia eléctrica se basan: en su capacidad para actuar en diferentes niveles: a) Bloqueando la puerta de entrada a los impulsos nociceptivos (al estimular selectivamente las fibras sensitivas de grueso diámetro); b) Mediante su acción liberadora de sustancias inhibidoras del dolor (endorfinas, serotonina, activando los receptores adrenérgicos α-2A periféricos, etc.)1, 2; c)Provocando vasodilatación y mejorando la vascularización del músculo (por el efecto Joule y, posiblemente, por otros efectos no aclarados), y d) Por la provocación de fatiga muscular, secundaria a la contracción tetánica muscular mantenida durante la estimulación, que lleva secundariamente a la relajación muscular.
Todos estos mecanismos han sido exhaustivamente estudiados, excepto la vasodilatación local en el área de influencia de las corrientes analgésicas, que aunque es manifiestamente visible (Figura 1), no ha sido valorada y mucho menos comparada su intensidad entre los diferentes tipos. Se viene considerando, que la vasodilatación provocada por estas corrientes es debida a la resistencia óhmica de los tejidos que provocaría una transformación de la energía eléctrica en calor a través del efecto Joule (Q [cantidad de calor]=0,24 I2Rt). Es decir, la cantidad de calor está en razón directa del cuadrado de la intensidad, de la resistencia óhmica de los tejidos y del tiempo durante el cual está fluyendo la corriente. Esta vasodilatación local provoca un aumento de la radiación infrarroja que puede ser valorada con la termografía infrarrojo (TIR), de manera eficaz, tal como ha sido ya corroborado3, 4, 5, 6.
Figura 1. Eritema en región dorsal tras el tratamiento con TENS analgésico durante 30 minutos.
Se ha demostrado que un punto hipertérmico, situado a más de 0,6cm de profundidad de la superficie cutánea, no puede estar correlacionado con emisión de calor a través de la epidermis, ya que el organismo absorbe este calor a través del sistema vascular, para conseguir el equilibrio térmico8. Por lo tanto, el patrón térmico que aparece, por ejemplo, en el cáncer de mama es más una reacción vascular que un proceso de conducción térmica.
Trabajos realizados con flujometría láser Doppler han evidenciado que existen manifestaciones vasculares cutáneas causadas por mecanismos reflejos neurovegetativos, en las mismas áreas corporales en las que los pacientes aquejan dolor9. En este proceso de vasodilatación local, juega un papel importante el óxido nítrico (ON). Se ha comprobado que el ON puede activar las vías de K+ en la membrana celular del músculo liso vascular, estimular el flujo de K+, provocar hiperpolarización de la membrana, reducir la entrada de Ca2+ a través de los canales dependientes del voltaje, y terminar produciendo vasodilatación10, 11, 12.
Por otra parte, sabemos que los estímulos eléctricos de baja frecuencia generan un campo magnético pulsante, también, de baja frecuencia. Pues bien, se ha demostrado que los campos electromagnéticos de baja frecuencia tienen una acción favorecedora de la síntesis endotelial de ON13 y que facilitan la permeabilidad transmembrana, actuando sobre los canales voltaje dependientes14, y provocando vasodilatación15, 16.
En ambos casos, estas variaciones pueden ser detectadas por la TIR al manifestarse como zona de hiperradiación infrarroja.
Sabemos, que la piel es un órgano fundamental para la termorregulación, ya que cerca de un 1/3 de los termorreceptores orgánicos están situados en ella. Su temperatura está influida por tres factores: microcirculación, conductibilidad térmica y la propia actividad metabólica de la piel.
Además, la piel ofrece una resistencia al paso de corriente eléctrica a su través (impedancia óhmica) lo que provoca una degradación en calor por el efecto Joule.
También, se viene admitiendo que la piel ofrece mayor resistencia al paso de la corriente de impulso monofásico de baja frecuencia que a la de impulso bifásico de frecuencia media, modulada en baja frecuencia, es decir, que su resistencia óhmica también decrece con el aumento de la frecuencia, lo que origina una mejor tolerancia cutánea. Este ha sido el motivo de utilizar las corrientes de frecuencia media de 2.000 a 4.000Hz, moduladas en baja frecuencia (100Hz), para su uso en la analgesia eléctrica terapéutica.
Por lo tanto, para romper el círculo vicioso creado por el dolor, la contractura muscular refleja, la isquemia muscular, el aumento del dolor, serían más efectivas las corrientes monofásicas, si su acción vascular se limitara únicamente al efecto vasodilatador derivado del efecto Joule, ya que el resto de las acciones sobre el control de la analgesia son semejantes.
Pero existen otros mecanismos de regulación vascular, a través del sistema nervioso autónomo, que están influenciados por el ON, que persisten más tiempo del provocado por el efecto Joule y que su efecto vasodilatador, no debería circunscribirse a una determinada zona acción, como es la zona de influencia del campo eléctrico16.
El objetivo de este trabajo es triple. En primer lugar, hacer una valoración cuantitativa de este fenómeno de vasodilatación mediante una cámara de TIR; en segundo lugar, establecer la existencia o no de diferencias cuantitativas entre los diferentes tipos de corrientes analgésicas y, en tercer lugar, valorar la posibilidad de que puedan existir otros mecanismos vasodilatadores, además del efecto Joule.
Material y métodoSe han estudiado 12 individuos (6 mujeres y 6 varones) voluntarios sanos de edades comprendidas entre los 23 y 47 años, y que durante los 6 meses anteriores al estudio realizado no manifestaban dolores en columna vertebral. Ninguno de ellos tomaba medicación o productos que pudieran alterar la vascularización (cafeína, medicación vasoconstrictora o vasodilatadora, cremas o pomadas, etc.), ni habían utilizado medios físicos que pudieran influir en la exploración termográfica (microondas, onda corta, infrarrojos, magneto, láser, etc.), tal como marcan los criterios de Academia Americana Termografía Clínica17.
Los electrodos para estimulación eléctrica analgésica utilizados han sido de gel adhesivo de alta conductividad, de un tamaño de 50×90mm y se han situado en las masas musculares paravertebrales de las regiones dorsal y lumbar (Figura 2, Figura 3), de manera semejante a cuando hacemos los tratamientos de analgesia eléctrica.
Figura 2. Posición de los electrodos en la región dorsal con corrientes interferenciales tetrapolares y vector automático. Las flechas indican el cruce de los dos circuitos diferentes. La zona de influencia del campo eléctrico es todo el área de 360° comprendida entre los 4 electrodos.
Figura 3. Posición de los electrodos con corrientes IF tetrapolares en la región lumbar.
En 6 de los individuos (tres varones y tres mujeres) las corrientes bifásicas (TENS e interferencial tetrapolar) se dieron en la región dorsal y las monopolares (corriente ultraexcitante y diadinámica) en la región lumbar y en los otros 6 (tres mujeres y tres varones) al contrario, las bifásicas en región lumbar y las monopolares en la dorsal.
Cuando se ha utilizado corriente interferencial los electrodos se han colocado de forma similar (masas musculares paravertebrales), pero con circuitos opuestos y utilizando un campo interferencial de 360°, mediante un vector de rastreo automático (Figura 2, Figura 3).
Las pautas de tratamiento han sido las que utilizamos habitualmente en los tratamientos para analgesia eléctrica:
TENS analgésico (corriente bifásica asimétrica compensada); frecuencia 100Hz; tiempo de duración de los impulsos 180μs; intensidad que provoque una clara sensación de hormiguillo; tiempo de duración de la sesión 30 minutos.
Interferencial tetrapolar (IF) con una frecuencia de modulación de amplitud de 100Hz, intensidad que provoque una sensación clara de paso de corriente; duración de la sesión 15 minutos.
Corriente ultraexcitante (Uexc) de 142Hz de frecuencia; intensidad de corriente que provoque un hormiguillo claro; duración de la sesión 15 minutos.
Corriente diadinámica (LP) modulada en largos períodos (50Hz durante 6 segundos y 100Hz durante 6 segundos); la frecuencia de 100Hz se modula en amplitud para evitar el fenómeno de habituación; intensidad que provoque una clara sensación de paso de corriente; duración de la sesión 15 minutos.
En todos ellos se les hizo una valoración termográfica de su columna vertebral previa al inicio del tratamiento (Figura 4) y a los 30 y 60 minutos de finalizado el mismo (Figura 5, Figura 6, Figura 7,Figura 8). Para ello, se ha mantenido a los pacientes desnudos, desde la región cervical hasta la sacra, durante 15 minutos en una habitación con temperatura estable de 22-23°C (período de estabilización térmica). Todos los registros con la cámara infrarrojo (en todos los individuos) se hizo siguiendo los criterios establecidos por la Academia Americana de Termografía Infrarrojo, a dos metros de distancia y con una inclinación del eje del objetivo de la cámara inferior a 15°17.
Los registros de TIR realizados a los 30 y 60 minutos de finalizado el tratamiento se hicieron en la misma sala en la que se hizo la valoración previa y con la misma temperatura ambiente. Hasta realizar las valoraciones termográficas, a los 30 y 60 minutos, los pacientes han permanecido en el mismo recinto de la exploración, aunque en sala diferente, con la zona tratada al desnudo y con la misma temperatura ambiente. Si alguno de ellos quería, podía cubrirse la parte anterior del tórax con una sabanilla, que 10 minutos antes de la exploración termográfica se quitaba para hacerse después los registros. No han existido flujos de aire o cualquier otro sistema de calor o frío que pudiera alterar la temperatura de la epidermis.
Figura 4. Termografia infrarrojo previa al tratamiento con corrientes analgésicas. Entre el color negro de la escala y el rosado más pálido hay una diferencia de temperatura de 7,31°C.
Figura 5. Termografia infrarrojo en el mismo paciente de la figura 7, después del tratamiento con corriente diadinámica modulada en largos períodos (LP) en región dorsal. Obsérvese la mayor vasodilatación en las zonas catódicas y anódicas en color más pálido.
Figura 6. Termografia infrarrojo del mismo paciente 30 minutos después de finalizado el tratamiento con corriente diadinámica modulada en LP.
Figura 7. Termografia infrarrojo del mismo paciente una hora después de finalizado el tratamiento con corriente diadinámica modulada en LP. Obsérvese el aumento de la temperatura local en toda la región dorsal, lumbar, cervical y hombros, de manera más uniforme
Figura 8. Termografia infrarrojo en paciente tratada con corrientes bifásicas compensadas (TENS) de onda prevalente durante 30 minutos, con dos canales (CI lado izquierdo y CII en el lado derecho) y emplazamiento de los electrodos siguiendo la masa de los músculos paravertebrales dorsales. El electrodo de onda prevalente se situó en los dos canales, en la zona dorsal superior y el de onda no prevalente en la zona dorsal inferior. La diferencia térmica entre los electrodos prevalentes y no prevalentes no fue estadísticamente significativa.
Una vez obtenidas las imágenes, éstas han sido procesadas en un ordenador, con el programa que suministra la casa comercial, y que permite trasformar los gradientes de temperatura en diferentes colores, seleccionar una zona y registrar el tamaño de esta superficie seleccionada, el valor máximo, medio y mínimo de la temperatura en esta zona y el grado de uniformidad de la temperatura.
El análisis estadístico lo ha realizado el Servicio de Estadística del hospital, utilizando un programa SPSS v.11.5. Las comparaciones entre medias se realizaron con la t de Student de medidas apareadas con valores significativos para p<0,05.
ResultadosEl gradiente medio de temperatura de las regiones dorsal y lumbar previa al tratamiento fue de 36,2°C±0,35°C para los varones y de 35,9°C±0,64°C para las mujeres.
Nada más finalizar el tratamiento, se evidenciaba clínicamente una zona de hiperemia intensa debajo de los electrodos (Figura 1), con un gradiente medio de temperatura en la toma de termografía IR, de +3,7°C±0,82°C (p<0,001) respecto de la temperatura inicial (Figura 7), mientras que en las zonas interpolares esta hiperemia era inapreciable visualmente, pero su gradiente térmico presentaba un valor medio de +0,9°C±0,2°C (p<0,05). A los 30 y 60 minutos, en todas ellas desaparece progresivamente la intensa hiperemia local y se va extendiendo y homogeneizando por la zona interpolar, sobrepasándola hasta generalizarse en toda la espalda y manteniendo un gradiente de temperatura de +1,3°C±0,03°C (p<0,05) (Figura 5, Figura 6, Figura 7).
En las corrientes monofásicas, nada más finalizar la sesión se aprecia un aumento mayor de la hiperradiación, en la zona correspondiente a ambos cátodos, que en las zonas anódicas (diferencia de los gradientes térmicos de 1,1±0,4°C); a la media hora, este valor medio disminuye a 0,2±0,03°C y prácticamente desaparece a la hora (Figura 5, Figura 6, Figura 7).
En los tratamientos con corrientes bifásicas no hay apenas diferencias térmicas entre los electrodos (aunque el TENS utilizado era de onda prevalente compensada) tras finalizar la sesión o ha sido mínima (0,15°C±0,02°C) y no se correspondía con el emplazamiento de los electrodos en la zona superior o inferior de la zona a tratar (Figura 8), especialmente con las corrientes interferenciales.
En la Figura 9 se muestran los valores medios finales de los aumentos de la temperatura local en los varones, con las diferentes corrientes analgésicas: TENS; IF; Uexc y LP.
Figura 9. Valores medios finales de los aumentos de la temperatura cutánea local, obtenida con termografía infrarrojo en varones, inmediatamente después de finalizar el tratamiento con corrientes analgésicas y a los 30 y 60 minutos. IF: corriente interferencial tetrapolar; TENS: corriente bifásica analgésica compensada de onda prevalente; Uexc: corriente ultraexcitante de Träbert y Diadin (corriente diadinámica de largos períodos); VMF 0: valoración imediatamente después de finalizar el tratamiento; VMF 30: valoración a los 30 minutos; VMF 60: valoración a los 60 minutos.
Figura 10. Valores medios de la temperatura cutánea local obtenida por termografía infrarrojo en mujeres, inmediatamente después del tratamiento con corrientes analgésicas a los 0, 30 y 60 minutos de haberlo realizado.
Figura 11. Valores medios del aumento de la temperatura cutánea obtenidos por termografía infrarrojo, sin tener en cuenta el sexo, inmediatamente después de finalizado el tratamiento a los 30 y 60 minutos de haberlo realizado.
El estudio de los valores medios muestra diferencias estadísticas (p<0,01) entre la utilización de las corrientes monofásicas (Uexc y LP) y las bifásicas de onda prevalente (TENS e IF), en varones, si bien estas diferencias son mínimas a los 30 y 60 minutos, y sin significación estadística. Cuando la valoración prescinde del sexo sigue existiendo diferencia significativa (p<0,05).
DiscusiónDe los resultados obtenidos, podemos deducir que inmediatamente después de la sesión con corrientes analgésicas, se produce un gran aumento de la vascularización cutánea debajo de los electrodos, debido fundamentalmente al efecto Joule, ya que a los pocos minutos disminuye progresivamente en esta zona hasta desparecer a los 30-60 minutos, e ir extendiéndose por toda la espalda. Sin embargo, esta vasodilatación generalizada posterior (a partir de los 30 minutos), que persiste en la valoración termográfica realizada a los 60 minutos, debe estar ocasionada por otro mecanismo de acción ya que sobrepasa la zona de influencia del campo eléctrico, llegando a la región cervical, lumbar y hombros, tal como se aprecia en los estudios de TIR.
Sabemos, que la regulación del flujo vascular cutáneo y la radiación térmica cutánea, está considerada como una función del sistema nervioso autónomo. Mediante la acción de este sistema regulador, la temperatura cutánea se mantiene muy estable en condiciones normales. Gran parte del control vasomotor somático está regulado por los ramos simpáticos. Pero además, hay ciertas sustancias capaces de producir vasodilatación, tales como bradicinina, histamina, prostaglandina E1 (PGE1), prostaciclina (PGI2). Además, la serotonina, trombina, adenosina difosfato (ADP) e histamina producen vasodilatación mediante la liberación de ON18.
Entre las funciones diversas del ON, una de ellas, es la relajación del músculo liso vascular ya que el ON involucra la activación de la guanidil-ciclasa soluble, con la acumulación siguiente de la forma cíclica del guanosin monofosfato (cGMP) y la activación de la proteína cinasa cGMP-dependiente. Esto puede activar algunas proteínas, así como los canales de K+ o producir vasodilatación por un decrecimiento de Ca2+ plasmático12, 19, 20.
Los canales de K+ son un grupo de proteínas de transmembrana que tienen algunas funciones, entre ellas, regular el tono vascular al producirse cambios en la actividad de estos canales11, 21, 22. La activación de los canales de K+, en la membrana celular del músculo liso vascular, actúa estimulando el flujo de K+, provocando hiperpolarización de la membrana celular, reduciendo la entrada de Ca2+ a través de canales dependientes del voltaje, y provocando vasodilatación.
Las corrientes eléctricas analgésicas podrían actuar o bien inhibiendo la actividad simpática o liberando sustancias vasodilatadoras, ya que su actividad se mantiene más allá del tiempo razonable de disipación del calor generado por el efecto Joule.
En las corrientes monofásicas, tras finalizar la sesión, se aprecia un aumento mayor de la vascularización en las zonas correspondiente a ambos cátodos que en las zonas anódicas, lo que podría interpretarse como efecto polar al fluir la corriente de polo negativo hacia el positivo, ya que esta manifestación no aparece o lo hace en mucho menor grado, con las corrientes bifásicas apolares como es la IF.
El hecho de que en las mujeres la vasodilatación inmediata, al finalizar el tratamiento, sea menor con las corrientes monofásicas que con las bifásicas, hace pensar en un fenómeno de tolerancia a los estímulos eléctricos (se toleran mejor los impulsos bifásicos y de media frecuencia), que hace que dosifiquemos con intensidades inferiores a las de los varones, que toleran mejor el paso de corriente. El que a los 30 minutos, el valor medio de la temperatura, en ellas, sea superior al obtenido nada más finalizar el tratamiento, no puede ser debido al efecto Joule y debe estar originado por otro mecanismo.
En cualquier caso, de no haber una vasodilatación activa no debería mantenerse la hiperradiación infrarroja más de una hora, ya que el aumento térmico provocado por el efecto Joule debería ser neutralizado en poco tiempo.
Además, las corrientes interferenciales tetrapolares, cuya frecuencia de la onda portadora está en el rango de la media frecuencia (4.000Hz), deberían originar menor cantidad de calor al disminuir la resistencia cutánea a su paso. Sin embargo, su capacidad vasodilatadora no es muy diferente a la de las corrientes monofásicas, lo que está a favor de tener una acción en otros niveles capaz de favorecer el proceso de vasodilatación.
Un hecho a tener en consideración, es que no se ha dado a todos los individuos la misma intensidad, ya que el trabajo está programado para dar las intensidades que cada paciente tolera o valora como sensaciones correctas, es decir, de hormigueo claro que no sea molesto ni provoque contracciones musculares perceptibles.
ConclusionesTodas las corrientes analgésicas provocan, nada más finalizar la sesión, una vasodilatación evidente en las zonas polares que decrece localmente, con el trascurso del tiempo, y se va extendiendo por toda la región interpolar hasta llegar a sobrepasarla, manteniéndose toda esta zona con un aumento del gradiente medio de la temperatura local de +1,3°C±0,03°C, a la hora de finalizada la sesión.
En las corrientes con polaridad anódica y catódica (Uexc y LP) la diferencia térmica, en la zona de emplazamiento de los electrodos, es superior en el cátodo respecto del ánodo, siendo estadísticamente significativa. Sin embargo, en las corrientes apolares no se encuentran diferencias térmicas significativas.
Hay diferencia térmica significativa en la región interpolar, a los 30 minutos de finalizada la sesión, entre las corrientes monofásicas y bifásicas, que desaparece a los 60 minutos.
Parecen existir datos a favor de que en el proceso de vasodilatación puedan estar involucrados mecanismos neuromoduladores a través del sistema nervioso autónomo, ya que el proceso de vasodilatación se mantiene más tiempo del que podría originar exclusivamente el efecto Joule.
Conflicto de interesesLos autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Responsabilidades éticasProtección de personas y animales. Los autores declaran que los procedimientos seguidos se conformaron a las normas éticas del comité de experimentación humana responsable y de acuerdo con la Asociación Médica Mundial y la Declaración de Helsinki.
Confidencialidad de los datos. Los autores declaran que han seguido los protocolos de su centro de trabajo sobre la publicación de datos de pacientes y que todos los pacientes incluidos en el estudio han recibido información suficiente y han dado su consentimiento informado por escrito para participar en dicho estudio.
Derecho a la privacidad y consentimiento informado. Los autores han obtenido el consentimiento informado de los pacientes y/o sujetos referidos en el artículo. Este documento obra en poder del autor de correspondencia.
Recibido 1 Septiembre 2011
Aceptado 14 Diciembre 2011
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