Física del ultrasonido

El fenómeno del ultrasonido inicio de la observación como la mayoría de los inventos en este caso surge del hecho de ver que los murciélagos al volar en un ambiente completamente ausente de luz logran eludir los obstáculos que se interponen de una manera tan eficiente solamente guiados por el sonido. Posteriormente se descubrió lo que se denominó el efecto piezoeléctrico al observar que se producía una descarga eléctrica en respuesta a la aplicación de presión mecánica en materiales tales como el cuarzo, lo cual producía una oscilación en cristales de este material por movimientos continuos de expansión y contracción que daba por resultado vibraciones que se transmitían en el medio externo en forma de ondas de sonido las cuales se encontraban muy por debajo del nivel de percepción del oído humano más que sin embargo podían ser detectadas, dando como resultado el inicio de los transductores ultrasónicos los cuales generaban y detectaban este tipo de ondas.

Como se puntualizó indirectamente todas las aplicaciones diagnosticas de los ultrasonidos están basadas en la detección y representación de la energía del sonido las cuales se van producen por el transductor y se van expandiendo dentro del cuerpo a través de distintas interfaces. Esta interacción que se da entre la onda y la internase genera un cambio en la velocidad de la onda, cambio que es detectado por el transductor generando imágenes las cuales van en un rango de blanco (ecogénico) a negro (anecoico) generalmente en escala de grises. Estas tonalidades de grises se dan por el grado de impedancia acústica que presente el tejido, la impedancia acústica es básicamente el grado de propagación que puede tener la onda de sonido es un tejido en particular secundario a la densidad del mismo, lo cual permite la diferenciación de los diferentes tejidos y ubicación de los mismo por el retardo que genere en el eco o en otras palabras el tiempo que tarda en regresar una onda mecánica longitudinal al incidir en un tejido especifico. De ahí se da que la atenuación de las ondas se da por diferentes efectos como la absorción (conversión de energía sónica a calor), reflexión (cambio de dirección de la onda de ultrasonido hacia la fuente que lo produce), dispersión (cuando el ultrasonido interactúa en un tejido irregular lo que provoca que la onda de sonido cambie de dirección en sentidos aleatorios) y refracción (cuando se da un desvió en la onda de sonido que pasa de un medio con un impedancia acústica específica a otro de impedancia acústica diferente)

Al principio se utilizó este fenómeno en la detección de objetos extraños por debajo del mar principalmente para los submarinos con fines bélicos lo cual llevo a la invención del SONAR, posteriormente se expandió su uso al campo de la medicina primero de forma terapéutica y posteriormente de forma diagnostica al observar por primera vez los ventrículos cerebrales. Posteriormente al éxito que se tuvo en esto, se empezó a realizar múltiples experimentos en todo el mundo de personas las cuales estaban encontrando las diferentes aplicaciones que se le podía dar a esta técnica novedosa de diagnostico

El ultrasonido presento modalidades distintas con el paso del tiempo. El primero de ellos fue el modo A (modo de amplitud), el cual se trataba de un osciloscopio con el cual se observaban las deflexiones verticales las cuales representaban diferentes alturas dependiendo del voltaje que generaran los ecos desde las diferentes interfaces, en este solo se tenía la posibilidad, de manera indirecta de demostrar algunos cambios patológicos eventuales en la estructuras anatómicas que se estudiaran. Posteriormente en el intento de perfeccionar las imágenes se hizo el modo B (modo de brillantez), en el cual se realizó una sustitución de las deflexiones producidas por el voltaje por puntos brillantes, estos puntos representaban la amplitud del eco en una interfaz especifica. El modo B también fue mejorándose, ya que al principio los puntos que se podían observar solo se encontraban en blanco y negro, además que las proyecciones que se obtenían eran como fotografías las cuales iban apareciendo una atrás de la otra, posteriormente se presentó un gran avance en el modo B mediante múltiples pulsos de ultrasonido los cuales era emitidos sucesivamente dando lugar a una representación bidimensional de los ecos. En esta modalidad se generan múltiples imágenes individuales las cuales se presentan de manera sucesiva e imperceptible lo cual dio un efecto de movilidad y continuidad a lo que se le llamo “tiempo real”. Posteriormente se integró la escala de grises, la cual unida al tiempo real logro colocar la ultrasonografía entre los principales métodos diagnósticos.

Otra modalidad, el modo M, combino el modo B con el tiempo lo que permite obtener trazos de estructuras anatómicas. Principalmente utilizado en ecocardiografía tanto en el feto como en el adulto.

Artículo escrito por el Dr Alberto Bravo

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