Per analizzare una sorgente ad onde d’urto è agevole utilizzare un approccio Top-Down, ovvero dal generale al particolare; semplificando al massimo la si può pensare composta da due elementi fondamentali: il generatore ed il cuscino di accoppiamento, Figura 1.
Il cuscino d’accoppiamento è una guaina in materiale plastico che serve per regolare il livello di penetrazione del fuoco (dell’onda d’urto) nel corpo del paziente e per veicolare le onde d’urto focalizzate dalla sorgente al paziente.
Il diametro del generatore è il parametro fondamentale della sorgente e influenza anche le altre caratteristiche come ad esempio la distanza focale, l’angolo d’ingresso pressione focale etc., Figura 2.
Come regola generale: maggiore è l’apertura dell’angolo di ingresso delle onde nel corpo, più elevata è la pressione focale e la densità di energia focale raggiungibile ad una data eccitazione di un’onda. Invece la dimensione laterale del fuoco diminuisce con l’incremento dell’apertura dell’angolo. Quindi una sorgente sonora con poca energia ma ampio angolo di apertura può avere di conseguenza anche una elevata densità di energia nel fuoco. Le aree efficaci dal punto di vista biologico, sono in questa tipologia di sorgenti notevolmente più piccole che in sistemi con maggiori energie ma minori angoli di apertura. Effetti sui tessuti o calcificazioni biologiche si hanno solo se si superano determinati valori energetici di soglia (0.1mJ/mm 2 ).
Parametri utili nelle Onde D’urto
Dopo aver analizzato la geometry del sistema sorgente, approfondiamo i parametri chiave che identificano un’onda d’urto focalizzata, che sono: la Pressione Focale (picco di Pressione), la densità del flusso di energia, l’energia dell’onda e l’energia focale, solo i primi due dati sono indipendenti ed hanno un significato reale nel definire l’energia poichè indipendenti da altri parametri, l’ultimo non da informazioni oggettive perchè dipende dall’area focale. Analizziamoli uno per uno.
Picco di pressione P+
Come detto, la peculiarità di un’onda d’urto è quella che la pressione passa da quella ambiente ad un picco positivo P+ (picco positivo di pressione) in un lasso di tempo brevissimo. P+ è il primo parametro per descrivere il Campo di pressione (pression field). Secondo la distribuzione spaziale della pressione il FUOCO è definito come la posizione del massimo picco positivo di pressione acustica e viene misurato a -6dB (valore convenzionale ed è posizionato più o meno a P+/2) ovvero le dimensioni focali sono dal profilo dell’onda attorno alla metè del picco massimo (Figura 3). A seconda del macchinario utilizzato per la generazione dell’onda d’urto la dimensione focale può variare a seconda del livello energetico usato, è necessario perciò specificare tale livello. Quindi la dimensione focale a 6dB indica la regione fuori dalla quale la pressione è minore della metà del picco mentre all’interno è maggiore.
La dimensione focale a 5Mpa da un’idea dell’area di attività dell’onda d’urto. Anche se Dimensione focale a 5Mpa non fornisce esattamente il profilo dell’area di interazione onda d’urto/tessuto mostra, però, i cambiamenti dell’area di interazione al variare del livello di energia utilizzato, in modo più realistico (Figura 3).
Energia dell’onda d’urto E
È calcolata attraverso l’integrale preso sull’andamento della pressione nel tempo per ciascuna posizione del campo di pressione. L’integrale sul tempo è seguito da un integrale sulla regione di interesse.
E = 1/ρc ∫( ∫p2( t,A )dt )dA
Differenti strumenti per la rilevazione del campo di pressione possono fornire curve di pressione differenti e questo dipende dalla sensibilità dello strumento.
L’idrofono a fibra ottica è preferibile a quello PVDF per la sua migliore sensibilità.
Densità del flusso di energia
L’energia dell’onda d’urto può essere distribuita su una superficie maggiore o minore, per avere una informazione oggettiva sull’energia sviluppata dalla macchina si considera l’energia che fluisce attraverso una superficie unitaria, tale valore è definito densità del flusso di energia. Tale valore si può formalizzare matematicamente nel seguente modo:
ED = dE/dA = 1/ ρc ∫p 2 (t)dt.
Quindi la formula per il calcolo dell’energia dell’onda d’urto può essere così riscritta:
(i) E = 1/ ρc ∫ED(A)dA
Energia Focale
È valore totale dell’energia dell’onda d’urto che colpisce una determinata area del tessuto. La regione di interesse segue sempre la definizione suddetta per le aree focali. Il calcolo si basa sulla (i). I valori di ED+ vengono sommati (integrazione spaziale) lungo tutta l’area focale e si ottiene l’energia focale totale E+ misurata in mJ.