El movimiento ondulatorio

El  método  diagnóstico en la  ultrasonografía se basa en producir  ondas  que  se transmitan en el cuerpo humano para poder formar imágenes según la velocidad de estas ondas y su reflexión en las diferentes interfaces constituidas por los tejidos del cuerpo.

Piedra angular ————— movimiento ondulatorio

La onda  puede considerarse una perturbación que se propaga en un medio desde un punto  a otro sin que en dicho  medio, en conjunto, exista algún desplazamiento.  Se considera el movimiento de algo que no es materia, sino energía que se propaga a través de la materia.

Existen infinidad de ondas: sonoras, mecánicas como una  onda en un resorte, ondas de terremotos, ondas de choque por aviones supersónicos, electromagnéticas, de radio señales de televisión y rayos X.

Las  ondas  mecánicas se pueden clasificar  en: 1 ondas transversales (se mueven perpendicularmente a la dirección de la onda)  2 ondas longitudinales (las partículas del medio se desplazan en una forma paralela a la dirección del movimiento, hacia el mismo sentido de la dirección del movimiento).

La ecuación:

Velocidad del sonido en el medio conductor (cm/seg);=  frecuencia en ciclos sobre segundo  X longitud de onda en cm.

La onda de movimiento se  completa  cuando,  después  de  un  recorrido  de  ida y  vuelta  termina  en  el  punto  de  inicio.

La longitud de onda es la distancia que existe entre el inicio de una onda y el inicio de la siguiente en un fenómeno ondulatorio.

La  frecuencia  estará  establecida  por  el  número  de  veces  que se  repite  el  movimiento  ondulatorio  por  segundo.

La velocidad del sonido es la distancia que recorre por segundo (1540 m/seg).

Definición de ultrasonido:  está representado  por  ondas  mecánicas  longitudinales  con  una  frecuencia mayor de 20 000 ciclos por segundo.

La frecuencia en usada en los  transductores en ultrasonido diagnóstico  es  usualmente  de  2  a  5  MHz  (de  dos  a  cinco  millones de ciclos por segundo),  existiendo transductores desde 1MHz hasta 20 MHz

 

Los  HERTS O HERZIO , son cada ciclo por segundo;  un millón de ciclos por segundo representan un MEGAHERTZ  ( MHz). El sonido audible está representado por ondas mecánicas longitudinales con frecuencias de veinte a veinte mil ciclos por segundo.

La ultrasonografía diagnóstica se considera cuando el  movimiento  ondulatorio  es  a  velocidades  del  orden  de  1 540 m/seg, con frecuencias del orden de 2 a 5 millones de ciclos por segundo (MHz) y longitudes de onda de 1 mm aproximadamente.

Las  ondas  sonoras  son   ejemplo de  las  ondas longitudinales; pudiendo viajar a  través  de cualquier  medio  material  como  gases,  sólidos  o  líquidos  y  con una  velocidad  que  depende  de  las  propiedades  del  medio  en cuestión.

El desplazamiento de las ondas sonoras implica movimientos longitudinales de las moléculas respecto a su posición de equilibrio, dando por resultado zonas de alta y baja presión que llamadas condensaciones (alta ) y rarefacciones (baja) respectivamente.

 TRES TIPOS DE ONDAS MECÁNICAS LONGITUDINALES; a los que corresponden diferentes frecuencias:

1 Ondas audibles caen en el rango de sensibilidad del oído humano  y  tienen  frecuencias  que  oscilan  entre  veinte  y  veinte mil Hertz, ejemplo; instrumentos musicales y las cuerdas vocales .

 2 Ondas Infrasónicas  son  ondas  longitudinales  con  frecuencias por debajo del rango audible por el oído humano y entre ellas se encuentran las ondas de los terremotos.

3 Ondas ultrasónicas utilizadas en los equipos de ultrasonido diagnóstico, son ondas longitudinales con frecuencias por arriba del rango audible y pueden ser generadas por cristales de cuarzo sometidos a un campo eléctrico alternante; siendo componente del transductor ( cualquier dispositivo que transforma un tipo de potencia a otro).

Las ondas longitudinales generadas en ultrasonografía ocasionan ondas de compresión y de rarefacción de los tejidos del cuerpo humano que se traducen en ondas mecánicas longitudinales que viajan a una velocidad promedio de 1540 m/seg.

Posteriormente se reflejan a profundidades varias dependiendo de las interfaces la cual se define como la superficie de transición de un medio físico a otro, de diferente impedancia acústica, que forman los tejidos del cuerpo humano;

Al reflejarse una onda mecánica longitudinal en una inter fase, se produce un eco; la importancia radica pues nos sirve para la diferenciación de la densidad física de los tejidos como en la ubicación de los mismos.

EL FENÓMENO PIEZOELECTRICO

Posterior al descubrimiento  en rayos X año 1895, surgió el impacto del mismo con el contraste de la lentitud del desarrollo en el ultrasonido lo cual dependía  de transductores , amplificadores, aditamentos electrónicos para su aplicación, el   efecto  piezoeléctrico se describe en el año 1880, se observo  que se producía una carga eléctrica en respuesta a la aplicación de presión mecánica en materiales tales como el cuarzo y algunas cerámicas, se demostró  que un potencial eléctrico oscilante aplicado a cristales de cuarzo causaba expansión  y  contracción  alternante  en  dichos  cristales, esto  producía vibraciones que se trasmitían al medio circundante en forma de ondas de sonido que podrían ser registradas en aparatos diseñados exprofeso.

Así  nació  el  principio  de  los  transductores  ultrasónicos  para  la generación y detección de energía ultrasónica.

El  ultrasonido  aplicado al  diagnóstico inicia posterior al hundimiento del barco Titanic  en abril de 1912,  se empezaron a desarrollar métodos para detectar los obstáculos submarinos, posterior a eso se mejoro y se desarrollo el SONAR (Sound  Navigation  and  Ranging) usado en la segunda guerra mundial. Se uso el ultrasonido para tratamientos de cáncer , al ver que  le podía ocasionar  la  muerte  a  peces  pequeños  al contacto de ultrasonido de alta intensidad, también fue utilizado para terapia  física, y en la industria era de tipo “diagnóstico” con el propósito de detectar fisuras en los materiales de la construcción.

En Inglaterra Donald Sproule en 1941, se desarrolló un  segundo  transductor  capaz  de  detectar  el  retorno  de los ecos en los intervalos en que se generaban los pulsos de ultrasonido  gestando la aparición de la ultrasonografía diagnóstica.

Los primeros registros  fueron de  ventrículos cerebrales — ventrilogramas — por los hermanos Karl Dussik y Friederick, cayeron en cuenta posteriormente  que veían diversas  estructuras  intracraneanas,  sin  embargo,  se  iniciaban ya francos intentos prácticos de diagnóstico ultrasonográfico por imágenes.

Artículo escrito por el  Dr Juan Luis González Díaz

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