Effects of dosimetric parameters of therapeutic ultrasound on the transmissivity and temperature of phantoms mimicking-tissues and Development of the DUST application to estimate the dose

Introdução: Os profissionais que utilizam o ultrassom como recurso terapêutico ainda apresentam conceitos equivocados quando relacionam a temperatura tecidual com os regimes de pulso, envolvendo os diferentes tecidos irradiados. Além disso, a disponibilidade de metodologias digitais para calcular a dose do ultrassom terapêutico (UST) é bastante restrita. Objetivos: Avaliar os efeitos das variáveis físicas do ultrassom terapêutico, na transmissividade e aquecimento de phantoms mimetizadores de tecidos (PMT) muscular e adiposo, bem como a criação do aplicativo DUST para simular as respostas dos tecidos biológicos. Materiais e Métodos: No estudo I foram utilizados 36 PMT divididos em adiposo e muscular, nas espessuras de 0.5; 1.0 e 1.5 cm. Para avaliação da temperatura e transmissividade, foram utilizadas frequências de 1 e 3 MHz, com a intensidade média espacial e média temporal (ISATA) de 0.40 W/cm² nos regimes contínuo e pulsado (1:1 e 1:4) e ISATA de 0.5; 1.0; 1.5 e 2.0 W/cm², no regime contínuo. A análise estatística foi realizada no software Graphpad Prism (p<0.05). No estudo II o aplicativo DUST foi desenvolvido no software Android Studio, com os kits de desenvolvimento de software SDK min 19 e Target SDK 29 e testado na versão operacional Android 8.1 - Oreo. O modelo matemático foi construído com base nas propriedades viscoelásticas, acústicas e termofísicas envolvidas na transmissividade e bioaquecimento dos tecidos biológicos, válidos para o campo próximo do UST de uma onda plana. Resultados: O estudo I mostrou que a temperatura não foi influenciada pelo regime do pulso quando utilizadas as mesmas ISATA e frequências. No entanto, a elevação da ISATA e da frequência promoveu aumento da temperatura, com maiores valores na área central do PMT, com diminuição média de 50 % a 1.0 cm do ponto central. No estudo II, por meio dos dados de espessura do tecido, frequência terapêutica, área de radiação efetiva, área de aplicação e regime de pulso, o aplicativo foi capaz de simular a intensidade e a temperatura no tecido alvo, a energia total por área de radiação efetiva e anergia atenuada por ERA. Conclusão: Conclui-se que o aumento da temperatura é dependente da ISATA e da frequência do UST, e que a área de aquecimento está restrita a área de radiação efetiva do transdutor. Além disso, o aplicativo DUST se mostrou eficiente em todas as estimativas calculadas para os diferentes tecidos biológicos, podendo se tornar um instrumento eficaz no auxílio ao fisioterapeuta para a seleção e aplicação dos parâmetros físicos do ultrassom terapêutico, possibilitando a visualização de parâmetros mais realistas.Introduction: Professionals who use ultrasound as a therapeutic resource still have misconceptions when relating tissue temperature to pulse regimes, involving different irradiated tissues. Also, digital methodologies\' availability to calculate the dose of therapeutic ultrasound (UST) is quite restricted. Objectives: To evaluate the effects of physical variables of therapeutic ultrasound on the transmissivity and heating of muscle and adipose tissue-mimicking phantoms (PMT), as well as the creation of the DUST application to simulate the responses of biological tissues. Materials and Methods: In the first study 36 PMT was used, divided into fat and muscle, in thicknesses of 0.5, 1.0, and 1.5 cm. For the evaluation of temperature and transmissivity, frequencies of 1 and 3 MHz were used, with mean spatial and temporal mean intensity (ISATA) of 0.40 W/cm² in continuous and pulsed regimes (1: 1 and 1: 4) and ISATA of 0.5; 1.0; 1.5 and 2.0 W /cm², in the continuous regimen. The statistical analysis was performed using the Graphpad Prism software (p