Pulsed therapeutic ultrasound at a low duty cycle is selected PRIMARILY when the goal is to:

듀티 사이클을 낮추면 펄스 사이에 열이 흩어져 비열적(기계적) 효과가 주가 된다. 심부 가온이 목적이면 연속 출력을 사용한다.

치료용 초음파(therapeutic ultrasound)의 도자(duty cycle) 선택은 조직에 전달하고자 하는 에너지의 성격을 결정하는 핵심 변수이다. 도자란 초음파가 한 주기 동안 실제로 출력되는 시간의 비율을 의미하며, 연속 모드(continuous mode)는 100% 도자로, 펄스 모드(pulsed mode)는 일반적으로 20% 이하의 낮은 도자로 설정한다. 낮은 도자의 펄스 초음파를 선택하는 일차적 목표는 조직의 온도 상승을 최소화하면서 비열적 효과(nonthermal effects)를 얻기 위함이다.

초음파가 생체 조직에 가하는 영향은 크게 열적 효과(thermal effect)와 비열적 효과로 나뉜다. 열적 효과는 음파 에너지가 조직에 흡수되면서 분자 진동을 증가시켜 마찰열을 발생시키는 기전으로, 연속 모드에서 두드러진다. 반면 낮은 도자의 펄스 초음파는 음파가 전달되는 시간(on-time)보다 휴지기(off-time)가 길어 발생한 열이 주변 조직으로 확산될 시간적 여유를 제공한다. 이로 인해 평균 음향 강도가 낮아져 조직 온도는 유의하게 상승하지 않으면서도, 음향 흐름(acoustic streaming)과 공동 현상(cavitation) 같은 기계적·비열적 자극은 유지된다.

근거 자료에서도 초음파가 단순한 열 자극이 아니라 기계적 자극(mechanical stimulus)으로서 세포의 기계적 감수성 통로(mechanosensitive ion channel)를 활성화하고, 칼슘 신호 전달을 유발하며, 세포 내 기계적 변환(mechanotransduction) 경로를 조절할 수 있음이 강조된다 ^[2][3]. 이러한 비열적 기전은 조직 온도를 올리지 않고도 세포막 투과성 변화, 이온 채널 활성화, 염증 반응 조절 등의 생물학적 반응을 유도할 수 있다는 점에서, 급성 염증기 조직이나 치유 초기 단계에 적용하기에 적합하다.

보기 1번과 3번은 조직 온도를 최대한 높이거나 심부 결합조직을 강하게 가열하는 열적 목표를 기술하고 있어 연속 모드 초음파의 적응증에 해당한다. 보기 4번 역시 관절가동범위 끝에서 신장(stretching)을 적용하기 전 조직 신장성(tissue extensibility)을 높이려면 콜라겐 섬유의 점탄성(viscoelasticity)을 변화시킬 수 있는 열적 효과가 필요하므로, 높은 도자 또는 연속 모드가 우선 고려된다. 따라서 조직 온도 상승을 최소화하면서 비열적 효과를 전달하려는 경우에 낮은 도자의 펄스 초음파가 일차적으로 선택된다.