* Generatore per terapia ad ultrasuoni, la “Medi-Sonar” nel 1950.

L’uso degli ultrasuoni in terapia fisica risale al 1940. La capacità distruttiva degli ultrasuoni ad alta intensità era stata riconosciuta dai tempi di Paul Langevin , quando ha notato la distruzione di banchi di pesci nel mare e il dolore indotto su una mano quando immersa in una vasca d’acqua bombardata con gli ultrasuoni ad alta intensità. Nel 1938, Raimar Pohlman ha dimostrato gli effetti “terapeutici” delle onde ad ultrasuoni nei tessuti umani. Ha introdotto la terapia ad ultrasuoni come una pratica medica alla Charite di Berlino ed trattò una donna affetta da lombosciatalgia pubblicandone i risultati. Egli ha suggerito che la potenza del trasduttore deve essere limitata a 5 W / cm ^ 2 , il trasduttore deve essere tenuto in movimento, e l’eccesso di onde sull’osso deve essere evitato.
Nel 1942, Lynn e Putnam utilizzavano con successo ultrasuoni per distruggere il tessuto cerebrale negli animali. E’ stato considerato come il primo esperimento di applicazione terapeutica degli ultrasuoni sui tessuti biologici. Essi hanno dimostrato che solo quei tessuti vicini al cranio venivano danneggiati e i tessuti in profondità all’interno del cranio potevano essere distrutti solo quando una parte del cranio era stata rimossa. William Fry e Russell Meyers eseguivano craniotomie e utilizzavano ultrasuoni per distruggere le parti dei gangli della base in pazienti affetti da parkinsonismo.
I loro primi esperimenti dimostravano che i tessuti cerebrali profondi nel cranio erano danneggiati quando una parte del cranio era immersa in acqua, ma la lesione prodotta discostava dalla posizione teorizzata. Le diverse parti dei tessuti cerebrali reagivano in modo diverso agli ultrasuoni. Ad esempio, la materia bianca nel cervello di un gatto era suscettibile all’esposizione agli ultrasuoni.
Peter Lindstrom ha riferito l’ablazione di tessuto del lobo frontale nei pazienti moribondi per alleviare il loro dolore da carcinomatosi. Sebbene alcuni progressi erano stati raggiunti selezionando le frequenze acustiche, per migliorare l’emissione di ultrasuoni e le modalità di messa a fuoco, alcune deviazioni di fuoco non potevano essere evitate e un’ablazione precisa non poteva sempre essere raggiunta. Le intensità acustiche usate potevano raggiungere diverse centinaia di Watt/cm2, e la più alta più di diecimila Watt/cm2. In vivo o in vitro esperimenti sul fegato, alla prostata e al cancro del seno venivano eseguiti.
Il 1940 ha visto esuberanti dichiarazioni sull’efficacia degli ultrasuoni definiti come rimedio “per tutto”, nonostante la mancanza di molte prove scientifiche. Ciò includeva condizioni quali dolori artritici, ulcere gastriche, eczema, asma, tireotossicosi, emorroidi, incontinenza urinaria, ed anche elefantiasi e angina pectoris! Il cinismo e la preoccupazione per gli effetti nocivi sui tessuti degli ultrasuoni cominciarono ad aumentare e ciò limitò lo sviluppo della diagnostica ad ultrasuoni negli anni che seguirono.

* Usi di energia ultrasonica nel 1940. A sinistra, nelle ulcere gastriche. A destra, in artrite.

L’energia termica è di fatto utilizzata nella terapia ad ultrasuoni. Quando il suono si propaga attraverso i tessuti, i gradi a cui sono esposti dipende dallo spessore del tessuto. L’intensità in termini di profondità nel tessuto può essere trovata dalla equazione: I = Ioe ^ (-alfa) dove I è l’intensità nel tessuto ad x profondità, Ioe è l’intensità in superficie, ed alfa è il coefficiente di assorbimento. La frequenza dell’onda avrà anche un effetto sulla generazione di calore. Maggiore è la frequenza, maggiore è la quantità di energia assorbita e convertita in calore secondo l’equazione: f = 1 / T, dove T è il periodo come in un moto armonico semplice. Muscolo e osseo si sono dimostrati come tessuti che assorbono più energia ad interfacce rispetto ad altri tessuti eterogenei, poiché a questi tessuti le onde longitudinali degli ultrasuoni vengono riflesse e trasformate in onde trasversali, creando un effetto di riscaldamento. Questo accade comunemente nelle zone tra il muscolo e l’osso o tra il muscolo e il tendine. Applicando onde ultrasoniche a queste aree, i fisioterapisti possono trarre vantaggio da questo effetto termico per ridurre l’infiammazione e aumentare la mobilità delle articolazioni.

Ultrasuoni focalizzati ad alta intensità (HIFU) erano applicati anche per curare le malattie oftalmologiche. Lavine nel 1952 ha riferito che concentrando fasci di ultrasuoni sul cristallino poteva indurre la cataratta. Più tardi, alcuni ricercatori distrussero il corpo ciliare, il cristallino, la retina, con ultrasuoni focalizzati e esperimenti clinici sono stati condotti nel trattamento del glaucoma. Gli ultrasuoni sono stati anche ampiamente utilizzati in medicina fisica e riabilitazione. Jerome Gersten riportava nel 1953 l’uso degli ultrasuoni nel trattamento di pazienti affetti da artrite reumatoide. Diversi gruppi come il gruppo di Wells Peter a Bristol, in Inghilterra, il gruppo di Mischele Arslan a Padova, in Italia e il gruppo di Douglas Gordon a Londra utilizzavano energia ultrasonica nel trattamento della malattia di Meniere.

* Un apparato britannico ad ultrasuoni per il trattamento della malattia di Meniere alla fine del 1950.

L’uso degli ultrasuoni ha guadagnato popolarità progressivamente nei reparti di Medicina Fisica e Riabilitazione negli Stati Uniti e in Europa. La terapia piuttosto che la diagnostica era anche l’obiettivo principale dell’American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM) nei primi anni del 1950 e fino alla metà degli anni 60’. La natura distruttiva degli ultrasuoni ad alta intensità è stata un deterrente alla loro applicazione nella diagnostica medica.
Dopo il Congresso di Erlanger (1949) l’uso terapeutico degli ultrasuoni acquisisce un’ampia diffusione, tanto che alcuni trattati dell’epoca rappresentano ancora oggi fonti di consultazione.

* Spunto per l’articolo preso da un post del Dott. Gabriele Severini sul gruppo facebook “DISordine dei fisioterapisti”
* Da Andre Denier: Les Ultra-figli appliques uno la Medecine. 1951.