Características físicas del ultrasonido
Frecuencia de repetición de pulsos
La energía eléctrica que llega al transductor estimula los cristales piezoeléctricos allí contenidos y éstos emiten pulsos de ultrasonidos, de tal forma que el transductor no emite ultrasonidos de forma continua, sino que genera grupos o ciclos de ultrasonidos a manera de pulsos. Lo que el transductor hace es alternar dos fases: emisión de ultrasonidos – recepción de ecos – emisión de ultrasonidos – recepción de ecos, y así sucesivamente. La frecuencia con la que el generador produce pulsos eléctricos en un segundo se llama frecuencia de repetición de pulsos y es mejor conocida por sus siglas en inglés “PRF”, y es igual a la frecuencia de repetición de pulsos de ultrasonidos (número de veces que los cristales del transductor son estimulados por segundo). La PRF, por lo tanto, determina el intervalo de tiempo entre las dos fases: emisión y recepción de los ultrasonidos. Este intervalo de tiempo debe ser el adecuado para que, de manera coordinada, un pulso de ultrasonido alcance un punto determinado en profundidad y vuelva en forma de eco al transductor antes que se emita el siguiente pulso. La PRF depende entonces de la profundidad de la imagen y suele variar entre 1.000 y 10.000 kHz. Cada uno de los pulsos recibidos y digitalizados pasa a la memoria gráfica, se ordena, procesa y es presentado en forma de puntos brillantes en el monitor. En éste se emiten secuencias de al menos 20 barridos tomográficos por segundo para ser visualizados en tiempo real.
EFECTO PIEZOELÉCTRICO.
La generación de ondas ultrasónicas se basa fundamentalmente en esta propiedad que poseen ciertos cristales tales como el cuarzo, la turmalina y el topacio. Por tanto deberemos explicar brevemente en que se basa antes de seguir con la exposición del trabajo. El fenómeno consiste en la aparición de cargas eléctricas en las caras de determinados cristales cuando se ejerce sobre ellos una presión o tracción mecánica. Estos cristales se caracterizan por tener ciertos ejes fundamentales: óptico, eléctrico y mecánico, careciendo todos ellos de centro de simetría. Existe una relación directa entre el esfuerzo mecánico ejercido y la carga aparecida, apareciendo un valor máximo cuando el cristal es cortado perpendicularmente al eje polar. Los esfuerzos mecánicos que se aplican sobre el cristal pueden ser de tracción o de compresión; la diferencia entre los efectos de ambos está en el signo de la carga aparecida únicamente. También se da el fenómeno inverso, es decir, si sometemos a estos materiales a una cierta tensión eléctrica se inducirá una tensión mecánica o vibración, es esta vibración la que produce las ondas ultrasónicas. Este es el efecto que se utilizará para generar ultrasonidos y se denomina efecto piezoeléctrico inverso.
TRANSDUCTORES
Un transductor es un dispositivo que transforma el efecto de una causa física, como la presión, la temperatura, la dilatación, la humedad, etc., en otro tipo de señal, normalmente eléctrica.
En el caso de los transductores de ultrasonido, la energía ultrasónica se genera en el transductor, que contiene los cristales piezoeléctricos; éstos poseen la capacidad de transformar la energía eléctrica en sonido y viceversa, de tal manera que el transductor o sonda actúa tanto como emisor y receptor de ultrasonidos
La circonita de plomo con titanio es una cerámica usada frecuentemente como cristal piezoeléctrico y constituye el alma del transductor. Existen cuatro tipos básicos de transductores: sectoriales, anulares, de arreglo radial y los lineales; difieren tan sólo en la manera en que están dispuestos sus componentes. Los transductores lineales son los más frecuentemente empleados en ecografía musculoesquelética: se componen de un número variable de cristales piezoeléctricos, usualmente de 64 a 256, que se disponen de forma rectangular y que se sitúan uno frente al otro. Funcionan en grupos, de modo que al ser estimulados eléctricamente producen o emiten simultáneamente un haz ultrasónico.
Artículo escrito por la Dra. Jenny Maritza Martinez Martinez
