La piedra angular de la Ultrasonografía es el movimiento ondulatorio
La importancia del movimiento ondulatorio en Ultrasonografía
Efecto de una piedra en el agua, un claro ejemplo del movimiento ondulatorio que también se presenta en las ondas sonoras y las ondas de terremoto, entre otros fenómenos.
En Ultrasonografía, las ondas pueden ser transversales (se mueven perpendicularmente a la dirección de la onda) o longitudinales (las partículas del medio se desplazan en paralelo a la dirección del movimiento).
Conceptos clave:
- Longitud de onda: distancia entre el inicio y el final de una onda.
- Frecuencia: determinada por el número de repeticiones del movimiento ondulatorio por segundo.
- Velocidad del sonido: la distancia que recorre por segundo.
| ULTRASONIDO | SONIDO |
| Ondas ondulatorias con frecuencias de 2 a 5 millones de ciclos por segundo. | Ondas mecánicas longitudinales con 20 a 25 mil ciclos por segundo. |
| Longitud de onda de 1mm. | Pueden viajar por gases, sólidos y líquidos. |
| Originadas por cristales de cuarzo. | Originadas por cuerdas vocales e instrumentos musicales. |
| TIPO DE ONDA | DESCRIPCIÓN |
| ONDAS AUDIBLES | Perceptibles por el oído, oscilan entre 20 y 25 mil Hertz. |
| ONDAS INFRASONICAS | Longitudinales, por debajo del rango audible por el oído humano (por ejemplo, ondas de terremoto). |
| ONDAS ULTRASONICAS | Longitudinales, por encima del rango audible por el oído humano, generadas por equipos de ultrasonido diagnóstico. |
En 1880, los hermanos Pierre y Jacques Curie descubrieron el efecto piezoeléctrico al observar la generación de una carga eléctrica al aplicar presión mecánica en materiales como el cuarzo. Un año después, mostraron que un potencial eléctrico oscilante aplicado a cristales de cuarzo causaba expansiones y contracciones alternas.
La aplicación práctica inicial del ultrasonido fue propuesta por Paul Langevin, quien sugirió su uso en la detección de submarinos. Posteriormente, el desarrollo del SONAR durante la Segunda Guerra Mundial permitió detectar objetos submarinos.
Aplicaciones del Ultrasonido:
Desde su uso inicial en el diagnóstico de fisuras en materiales de construcción, el ultrasonido ha evolucionado hacia aplicaciones médicas, como terapia para tratamientos de cáncer. Pioneros como Karl Dussik y su hermano contribuyeron al registro de ventriculogramas, siendo fundamentales en el diagnóstico por ultrasonido.
Física del Ultrasonido:
La velocidad del sonido varía según el medio de transmisión, representado por partículas (átomos o moléculas). Dos características importantes son la compresibilidad (inversamente proporcional al sonido) y la densidad (impedancia acústica).
| INTENSIDAD DEL SONIDO |
| Es proporcional a la amplitud de oscilación: a mayor amplitud, mayor intensidad sonora. |
| Es independiente de la frecuencia, longitud de onda y velocidad del sonido. |
| UNIDAD DE MEDIDA | EQUIVALENCIA |
| Potencia de Ultrasonido | Watts/cm2. |
| Intensidad del sonido | Db: decibeles β=10 log(I1/I2) |
El umbral del dolor corresponde a una intensidad aproximada de 1 W/m2, el sonido más intenso que puede percibir el oído humano.
Conceptos en Ultrasonografía:
| ATENUACIÓN | Debilitamiento de ondas longitudinales al atravesar tejidos. |
| ECOGENECIDAD | Homogeneidad de densidad ultrasonográfica en tejidos de superficie a profundidad. |
| REFORZAMIENTO POSTERIOR | Compensación de ecos tras atenuación por una entidad patológica. |
| ABSORCIÓN | Transformación de energía sonora en calor. |
| REFLEXIÓN | Cambio de dirección del ultrasonido hacia su fuente. |
| DISPERSIÓN | Cambio de dirección del sonido al incidir en interfaces irregulares. |
| REFRACCIÓN | Desviación del sonido al cambiar de medio con distinta impedancia acústica. |
| FENÓMENO PIEZOELÉCTRICO | Vibraciones generadas en cristales de cuarzo por un potencial eléctrico oscilante. |
Imaginología:
Capacidad de diferenciar y ubicar tejidos en sus planos anatómicos mediante el ultrasonido, presentando polaridades positivas y negativas.
| POSITIVO | NEGATIVO |
| Movimientos de partículas más visibles en un fondo oscuro. | Distingue finas diferencias de grises, con posibilidad de convertir imágenes a fondo negro. |
| Reproducción manual en papel similar en ambos casos. |
Tipos de Ultrasonido:
| MODO A | Modo de amplitud. |
| MODO B | Brillantez. |
| MODO M | Combinación de Modo B y tiempo. |
| MODO B TIEMPO REAL | Bidimensional. |
Fenómeno de reverberación: describe la multiplicación de reflexiones del sonido en tejidos profundos, generando ecos adicionales en el camino de retorno al transductor.
Artículo escrito por el Dr. Alonso García González
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