Gli ultrasuoni sono onde acustiche con frequenze superiori ai 20 kHz (20.000 Hertz), la massima frequenza udibile dall'orecchio umano (da cui il nome). Sono generate sollecitando un quarzo con un campo elettrico di cui si inverte periodicamente la polarità: per effetto del campo elettromagnetico che si crea, il quarzo si comprime ed espande, generando delle vibrazioni meccaniche che provocano le onde acustiche degli ultrasuoni. Penetrando in un sistema biologico, le onde perdono energia, cedendola al sistema che attraversano con un meccanismo di attenuazione. Più alta è la frequenza dell'onda, maggiore è l'attenuazione (quindi penetra meno profondamente): generalmente le onde entrano fino a profondità comprese tra 1,5 e 5 cm. Il sistema biologico può essere un tendine, un muscolo o un osso. La cessione di energia viene convertita in calore, le cui proprietà terapeutiche sono ben note da centinaia di anni. L'uso degli ultrasuoni a scopo terapeutico in ortopedia è sfruttato fin dalla metà del ventesimo secolo. Il calore indotto nei tessuti è legato alla viscosità del tessuto (quindi alla sua stessa natura biologica), alla sua chimica (composizione) e alle proprietà termiche (conduttività). Ma la cessione di calore non è l'unico effetto. Si ha infatti una sollecitazione meccanica che produce un movimento delle molecole dei tessuti, inducendo variazioni di pressione. Queste permettono di muovere il liquido all'interno dei tessuti biologici e quindi ha effetto nel caso di presenza di versamenti o per riallineare le fibre di collagene.
L'ulteriore effetto delle onde acustiche che attraversano un sistema biologico è di tipo chimico: si modifica il pH e la permeabilità delle membrane cellulari, facilitando lo scambio e la migrazione di liquidi.
Modalità di applicazione - Esistono due tecniche: per contatto (con gli elettrodi, fissi o mobili, a contatto con la cute, eventualmente separati da un gel) o a immersione, particolarmente adatta quando le aree da trattare sono troppo piccole o dolenti: in questo secondo caso si immerge l'organo affetto dalla patologia in acqua a 37 gradi centigradi. Se la temperatura dell'acqua scende, si perde l'efficacia della terapia. I tempi di applicazione variano da 5 a 10 minuti per la modalità a contatto, e da 10 a 15 minuti per quella a immersione.
Tutti questi effetti microscopici sono fisicamente provati, ma la reale efficacia degli ultrasuoni su casi reali di patologie tendinee, muscolari od ossee, per infiammazioni, ematomi o fratture è legata a molteplici fattori non sempre quantificabili, come il numero e la frequenza di applicazione, le frequenze delle onde ultrasoniche in gioco, la correttezza della modalità di applicazione. Viste la variabilità e l'aleatorietà di questi fattori (siamo sicuri che la temperatura dell'acqua sia mantenuta costante per tutta la durata del trattamento?), sembra ragionevole non aspettarsi risultati qualitativamente eclatanti di guarigione; anche l'indice di efficienza delle cure ortopediche con ultrasuoni è piuttosto basso, il che sta a indicare che gli ultrasuoni sono una terapia soft che tende a utilizzare l'effetto tempo per simulare una guarigione.
Campi di applicazione - Gli ultrasuoni sono usati essenzialmente per ridurre il dolore: possono essere utili in sciatalgie, nevriti, periartrite ed . Alcuni sostengono che possono avere un effetto curativo per disgregare le calcificazioni. Una ricerca del 1994 [1] ha mostrato qualche effetto nella riduzione dei tempi di recupero a seguito di fratture alla tibia, anche se il campione appare abbastanza limitato: 67 casi di fratture, 34 trattati con ultrasuoni e le rimanenti come gruppo di controllo. Il guadagno nel tempo di guarigione è stato stimato nell'ordine di quasi il 50%. I concetti esposti in questa ricerca sono stati recentemente riportati sulla stampa non specialistica, ma divulgativa, citando un non ben precisato articolo americano in cui il campione era decisamente più vasto (10.000 casi), anche qui confermando una diminuzione dei tempi di recupero dell'ordine del 38-40%.
NOTA - Ciò sembrerebbe contraddire quanto detto sopra sul basso indice di efficienza degli ultrasuoni. In realtà, se si leggono le ricerche, si scopre che gli ultrasuoni sono stati applicati per un tempo e una frequenza (numero di sedute per settimana) che è insperabile pensare che un paziente normale possa avere: per esempio nella ricerca il soggetto controllato subisce un trattamento per 2-3 ore al giorno tutti i giorni (a intervalli di 15'-20'), mentre il vostro fisioterapista vi propone tre sedute di un quarto d'ora alla settimana!
 
[1] JD Heckman, JP Ryaby, J McCabe, JJ Frey e RF Kilcoyne: "Acceleration of tibial fracture-healing by non-invasive, low-intensity pulsed ultrasound", The Journal of Bone and Joint Surgery, Vol 76, Issue 1 26-34, 1994.