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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

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