La electroestimulación. Joan Rodríguez Barnada
Las experiencias que llevó a cabo Weiss le llevaron a constatar que para obtener una estimulación no es tanto la forma de la corriente lo que importa, sino la cantidad de corriente en un tiempo determinado. O dicho de otra manera, si se aporta la cantidad de corriente necesaria para alcanzar los valores umbrales de excitación, estos valores son comparables para cualquier forma de impulso eléctrico de la misma duración total.
Q = I x t
La cantidad de carga eléctrica (Q) proporcionada por una corriente eléctrica de intensidad (I) en un tiempo determinado (t) es el producto de la intensidad por el tiempo.
De estas experiencias, Weiss deduce que existe una relación lineal entre la cantidad de carga necesaria para alcanzar el umbral de estimulación y la duración de aplicación de corriente (fig. 1).
Figura 1
Lapicque, electrofisiólogo más conocido que Weiss, no es que encontrase una nueva ley de la electroestimulación, sino que realizó numerosos experimentos que confirman la fórmula fundamental. Él postuló otra fórmula matemática para extraer los coeficientes reobase y cronaxia, a los que les da un significado fisiológico.
Lapicque desarrolló la “fórmula fundamental”, obteniendo la relación entre la intensidad de la corriente y la duración durante la que hace falta aplicar aquélla para obtener la estimulación. Ésta es una relación de forma hiperbólica entre la intensidad de la corriente y la duración del impulso que se expresa por su fórmula
Lapicque postula que, aunque la aplicación de la corriente sea infinita (t = ∞), se necesita un mínimo de intensidad para provocar una estimulación, a la que llamamos reobase (Rh).
La reobase corresponde efectivamente al coeficiente i de la fórmula de Weis, que tiene las dimensiones de una intensidad eléctrica.
Lapicque da el nombre de cronaxia a la duración mínima durante la cual hace falta aplicar una corriente en que la intensidad sea el doble de la reobase para obtener la estimulación. De hecho, él se da cuenta de que la cronaxia es una constante temporal que caracteriza la excitabilidad de un tejido (gráfica1).
Gráfica 1
La cronaxia se puede calcular matemáticamente a partir de la fórmula fundamental de Weiss.
Cuando seleccionamos en los electroestimuladores actuales la zona de aplicación, lo que estamos haciendo es seleccionar la cronaxia, que se adapta a unos grupos musculares o a otros para obtener mayor precisión y comodidad. Hay aparatos que calculan automáticamente la cronaxia.
REFERENCIAS
1. Lapicque L. (1909). Définition expérimentale de l’excitabilité. Soc Biologie 77, 280-83.
2. Weiss G. (1901). Sur la possibilité de rendre comparable entre eux les appareils servant à l’excitation électrique. Arch Ital Biol 35, 413-46.
3. Hill (1936). Excitation and Accommodation in Nerve. J. Physiol 1936, 305-53.
4. Rigaux P. Guía Práctica Compex 2. Manual Compex 2, 15-8-1990.
5. Physiologie Tome II: Le Système nerveux et Muscle. Charles Kayser édt. Flammarion.
6. Lapicque L. La Chronaxie et ses applications physiologiques. Hermann & Cie., Paris, 1938.
7. Irnich W. The chronaxie time and its practical importance. Pace 3 (1980), 292-301.
8. Colin F. Cours de Physiologie Humaine. Tome I. Université Libre de Bruxelles.
9. Guyton, A.C. (ed.). Traité de Physiologie Médicale. Doin.
10. Meyer P. Physiologie Humaine. 2e édition, Flammarion Médecine Science.
4. Características del impulso óptimo
A lo largo de la historia se han utilizado muchas formas de impulsos. Nos preguntamos qué intensidad mínima debe tener un impulso para que desencadene un potencial de acción, qué forma debe tener, durante cuánto tiempo de aplicación, etc. Hay diferentes elementos a tener en cuenta.
Nuestra intención será siempre minimizar la energía eléctrica, es decir, utilizar el menor tiempo e intensidad posibles para conseguir una mayor superficie de excitación. Como Q = I . t, el rectángulo es, clara-mente, la forma de impulso capaz de aportar la cantidad de cargas Q con el mínimo de intensidad I (fig. 1).
Figura 1
Con impulsos de una forma distinta al rectángulo, hace falta, para aportar la misma cantidad de cargas eléctricas, utilizar intensidades más elevadas que son menos cómodas para el paciente.
Por eso el rectángulo será la forma en la que tendremos una mayor superficie con unos parámetros eléctricos mínimos. Con cualquier otra forma, deberemos aumentar la intensidad, el tiempo, o ambos, para conseguir el mismo reclutamiento de fibras.
El segundo factor que debemos minimizar para tener una estimulación lo más cómoda posible es la energía eléctrica W (W = I2 . t . R) donde I es la intensidad de la corriente, t su duración de aplicación y R la resistencia de la piel.
La energía eléctrica que pasa a la piel y los tejidos es mínima cuando la duración del impulso rectangular es igual al valor de la cronaxia.
Por esta razón, a principios de siglo los pioneros de la electrofisiología escogieron la cronaxia como valor característico de excitabilidad de un tejido, independientemente de las variaciones de la resistencia de la piel.
Por lo tanto, la duración del impulso rectangular deberá, para reducir la energía eléctrica al mínimo, ser igual a la cronaxia de la estructura nerviosa que se va a excitar (como hemos visto anteriormente).
Cuando se quiere producir una excitación, se envía un impulso rectangular con una duración igual a la cronaxia de la estructura nerviosa que se desea estimular.
Tanto si hablamos de electroestimulación antálgica como de excitomotora, debemos enviar más de un impulso, y si éstos no están compensados, generarán una polarización. Si aplicamos sobre la piel esta corriente, corremos el riesgo de producir quemaduras y dolor, además de una ionización en personas que lleven material de osteosíntesis.
Para que esto no suceda, debemos compensar el impulso, es decir, hay que enviar un impulso negativo del mismo valor que el positivo. Así, se consigue que la media eléctrica sea nula, la corriente está compensada y se elimina cualquier riesgo de polarización, por lo que lo podrá utilizar todo el mundo (aunque se lleve cualquier