Características del sonido
Un haz de ultrasonido es semejante a un haz de rayos X en tanto que se trata de ondas que transmiten energía. Una diferencia importante entre ambos fenómenos ondulatorios es que mientras los rayos X se pueden transmitir en el vacío, las ondas de ultrasonido requieren un medio que las transmita.
La velocidad del sonido depende del medio en que se transmite. El medio de transmisión está representado por partículas, ya sea átomos o moléculas, con la propiedad de comprimirse y descomprimirse bajo el efecto de las ondas mecánicas, tales como las ondas de ultrasonido.
Las ondas mecánicas longitudinales se propagan en el medio transmisor en forma de movimientos de vaivén produciendo zonas de compresión y refacción
LA VELOCIDAD DEL SONIDO
En ultrasonografía médica la velocidad de transmisión de sonido es aproximadamente 1 540 m/sg y depende básicamente del medio en que se transmiten estas ondas. Existen dos características importantes en el medio transmisor que son su compresibilidad y su densidad.
Compresibilidad del medio conductor del ultrasonido
La velocidad del sonido tiene una relación inversa con la compresibilidad del medio transmisor de tal manera que mientras menos compresible sea el material más rápidamente se transmite al sonido. Las ondas se mueven lentamente en gases por que las moléculas están muy separadas entre sí y en el caso de los líquidos y los sólidos la compresibilidad es menor por que las moléculas se encuentran más cercanas.
Densidad de los materiales biológicos que trasmiten el ultrasonido.
La velocidad del sonido se relaciona a la impedancia acústica del medio transmisor y que obedece a la fórmula Z=ρ.v.
Se debe de llamar la atención a este respecto sobre la compresibilidad del medio transmisor ya que pueden haber efectos paradójicos en la velocidad del sonido, como la velocidad de transmisión del sonido en el mercurio que es 1450 m por segundo y la del agua que es de 1540 m por segundo prácticamente iguales, esto es compensado por que el mercurio es 13.9 veces más denso que el agua. La explicación de esta discrepancia estriba en que la compresibilidad del agua es 13.4 veces mayor que la del mercurio con un resultado final de velocidades de transmisión comparables.
INTENSIDAD DEL SONIDO
La intensidad del sonido audible depende de la amplitud de oscilación de las partículas que transmiten estas ondas mecánicas (a mayor oscilación, la intensidad del sonido será mayor).
La potencia del ultrasonido se expresa en watts por cm2, en los transductores diagnósticos es del orden de 5 a 10 mwatts/cm2. La intensidad del sonido se mide en decibeles, unidades relativas que equivalen a 1 bel y que expresan comparativamente el poder relativo de dos haces de ultrasonido en forma logarítmica, con logaritmos decimales, es decir, cuya base es 10. La medición de la intensidad del sonido en decibeles tiene el propósito de simplificación.
El sonido más débil que puede detectar el oído humano a una frecuencia de 1000 hertz, corresponde a una intensidad aproximada de 10 a la menos 12 potencia W/m2 es decir watts por metro cuadrado. A esto se le nombra umbral auditivo.
El sonido más fuerte que puede soportar el oído humano corresponde a una intensidad aproximada de 1 W/ m2 y es conocido como el umbral del dolor.
INTENSIDAD EN DECIBELES
La medida bel se nombró así en honor de A. Graham Bell, Se puede apreciar con las consideraciones anteriores el amplio rango de intensidades que puede detectar el oído humano, el radio puede variar en rangos muy amplios; es así que una manera conveniente de expresar este radio, es a través de logaritmos. Los decibeles, pues, indican unidades abstractas y no un valor específico.
INTERACCIÓN DEL ULTRASONIDO CON LOS TEJIDOS
La atenuación es el debilitamiento de las ondas mecánicas longitudinales del ultrasonido al paso por dos diferentes tejidos, se mide en decibeles y es predecible según la distancia que recorra el ultrasonido; ya se mencionó que equipos de ultrasonografía diagnóstica permiten compensar esta atenuación al amplificar en forma correspondiente los ecos recibidos de las diferentes interfaces ubicadas a distintas profundidades, para tener una ecogenicidad, es decir, una densidad ultrasonográfica homogénea desde la superficie hasta la profundidad de los tejidos estudiados.
También hemos visto que cuando existe alguna entidad patológica que altera la atenuación predecida de antemano, la compensación aplicada a los ecos va a ser errónea y se pueden generar artificios como el reforzamiento posterior que eventualmente puede ser útil en los procesos diagnósticos.
La atenuación se ocasiona por condiciones diversas tales como la absorción, reflexión, dispersión y refracción del sonido.
1 ABSORCIÓN: es la conversión de energía sónica en calor.
2 REFLEXIÓN : es el cambio de dirección del haz del ultrasonido hacia la fuente que lo produce, gracias a esto se pueden formar imágenes ultrasonográficas; los ecos se reflejan en las interfaces, es decir, en el punto de contacto que existe entre los tejidos con impedancias acústicas diferentes, recordar que la impedancia acústica en ultrasonido depende en forma directa de la densidad física de los tejidos biológicos estudiados. Cuando el sonido pasa por los tejidos biológicos, una parte es reflejada en forma de un eco generado en una interface y los haces restantes de ultrasonido se transmiten más hacia la profundidad para eventualmente ser reflejados en otras interfaces.
3 DISPERSIÓN: ocurre cuando el ultrasonido incide en una interface de forma irregular lo cual ocasiona que el sonido cambie de dirección en varios sentidos; los haces de ultrasonido que generarán alguna imagen son aquellos que regresen hacia el punto de origen —- hacia el transductor.
4 REFRACCIÓN: es el desvío del haz del sonido que pasa de un medio con cierta impedancia acústica a otro de impedancia acústica diferente; el ángulo de reflexión es equivalente al ángulo de emisión en tanto que el ángulo de refracción es diferente.
Los físicos Pierre y Jacques Curie, desarrollaron la posibilidad de diferenciar a los tejidos y ubicarlos en sus planos anatómicos diferentes creando un nuevo método diagnostico con gran auge en la disciplina que más tarde llevaría el nombre de Imagenología.
Artículo escrito por el Dr Juan Luis González Díaz
